Yapay kaslar, gelecekte robotların canlı organizmalar gibi hareket etmesine imkan tanıyan yüksek teknolojik cihazlardır. Bu teknoloji, yaşlılıkta kaybedilen fiziksel aktiviteleri geri kazandıran yardımcı giyilebilir cihazlardan, arama ve kurtarma robotlarına kadar farklı alanlarda insanlığa yeni imkanlar sunar. Ancak, yapay kasların geri dönüştürülememesi çevresel açıdan olumsuz bir etki yaratabilir.
Uluslararası bir araştırma ekibi, Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS), Johannes Kepler Üniversitesi (JKU) ve Colorado Üniversitesi’nden (CU Boulder), sürdürülebilirliği odak noktasına taşıyarak, jelatin, yağ ve biyoplastiklerden oluşan tamamen biyolojik olarak parçalanabilen yapay kaslar geliştirdi. Bu yenilikçi teknolojinin robotik kollara entegre edilmesiyle, atık toplama gibi tek yönlü uygulamalarda faydalı olabileceği düşünülmektedir. Yapay kaslar, AB sertifikasına (EN 13432/14995) uygun olarak 6 ay içinde tamamen biyolojik olarak çözünerek kompost halini alacak şekilde tasarlanmıştır.
Bu yeni teknoloji, gelecekte sürdürülebilirlik konusunda önemli bir adım atarak, çevresel etkileri azaltmak ve daha yeşil bir dünya yaratmak için potansiyel sağlamaktadır.
Yumuşak robot teknolojisi giderek yaygınlaştıkça, tek kullanımlık uygulamaların (tıbbi operasyonlar, arama-kurtarma görevleri, tehlikeli madde manipülasyonu vb.) çevresel atık sorunlarına neden olabileceği öngörülüyor. Ancak, yapay kas teknolojisi ile bu sorunların önüne geçilebileceği ve hatta bitki büyümesine yardımcı olabileceği düşünülüyor. Araştırmacılar, “HASEL” adı verilen elektrikle çalışan bir yapay kas geliştirdiler. Bu kas, elektriksel olarak iletken elektrotlarla kaplanmış yağ dolu plastik torbalardan oluşuyor. Elektrotlara yüksek bir voltaj uygulandığında, karşıt yükler oluşuyor ve torbanın gerçek bir kas gibi kasılmasını sağlayan bir kuvvet oluşuyor. Bu teknolojinin başarılı olabilmesi için, plastik torba ve yağı oluşturan malzemelerin yalıtkan özellikte olması gerekiyor, böylece yüklü elektrotların neden olduğu yüksek elektriksel streslere dayanabiliyorlar.
Johannes Kepler Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, aktüatörler için iletken, yumuşak ve tamamen biyolojik olarak parçalanabilen bir elektrot geliştirmek için çalıştılar. Yumuşak Madde Fiziği Bölümü’nden bilim adamı David Preninger, elektrotların yüksek performanslı uygulamalar için uygun hale getirilmesine yönelik bir formülasyon hazırlandığını söyledi. Elektrot üretiminde bileşenlerin tedariğinde ve üretiminde stratejik davranmak önemliydi. Bu formülasyonun gelecekteki biyolojik olarak parçalanabilir uygulamalar için bir temel olacağı belirtildi.
Mühendisler, HASEL’in binlerce volt ile çalışabileceğini düşündüğü için elektrotların yalıtım parametrelerine odaklanmadılar. Daha çok bozunma veya mekanik dayanıklılık gibi kriterler üzerinde yoğunlaştılar. Bu amaçla, araştırmalar sonucunda bazı biyoplastik jelatin elektrotlarının 200 V/μm’ye kadar yüksek elektrik alanlarda ve maksimum operasyonel voltajlarda elektriksel arıza veya performans kaybı yaşamadan 100.000 kez çalıştırılabildiği gözlemlendi. Araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilir uygun biyobozunur plastiklerin keşfedilmesindeki ilerlemelerin gelecekteki uygulamalar için önemli bir temel oluşturacağını düşünüyorlar.
Yeni geliştirilen malzeme sisteminin üstün performansı, biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerden robot yapımını teşvik ediyor. Bu gelişme, yeşil teknolojinin yaygınlaşmasıyla birlikte sürdürülebilir robotik teknolojisi için önemli bir adım olarak kabul ediliyor. Araştırma ekibi, biyoplastiklerle elde edilen bu sonuçların diğer malzeme bilimcilerini de yeni optimize edilmiş malzemelerin elektriksel performansını artırmaya teşvik edeceğini umut ediyor. Bu yenilikçi teknoloji, yapay kaslar gibi biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerin kullanımı ile gelecekte sürdürülebilir bir robotik teknolojisi için umut vaat ediyor.
DAHA FAZLASI İÇİN : Biodegradable artificial muscles: Going green in the field of soft robotics
