Chinese onderzoekers hebben een mechanische rog gebouwd die het water zelf gebruikt als elektrode.

De natuur nabootsen is geen eitje. Vliegende robots beginnen pas sinds kort van de grond te komen, zoals twee maanden terug nog de bat bot. Zwemmende robots zijn nóg een stukje lastiger te maken. De zachte robotica biedt uitkomst. Zo ontwikkelde een Chinees team een zachte mechanische rog.

Water als elektrode

De meeste robots gebruiken rigide motoren om zich voort te kunnen bewegen. Deze motoren draaien propellers rond of laten ‘vinnen’ flapperen. Maar dit soort voortbeweging maakt het navigeren lastig, waardoor deze visbots niet in te zetten zijn in krappe ruimtes, zoals van een scheepswrak. Zachte actuatoren, die kunnen aanspannen en rekken als een spier, zijn daar wél geschikt voor. Maar ook die hebben een nadeel: ze hebben een dikke laag isolatiemateriaal nodig, wat de robot traag en log maakt.

Daar hebben de Chinese onderzoekers nu wat op gevonden: hun robot gebruikt het omringende water juist als onderdeel van het elektrische circuit. Dat kan door de bijzondere bouw van de bot: de buitenlaag van siliconen is gevuld met hydrogel, dat verbonden is met een interne elektrode. Wanneer er nu stroom op de elektrode wordt gezet, vangt het elektronen uit de hydrogel, dat daardoor positief geladen wordt.

Twee maal zo snel

Omdat water altijd een beetje negatief geladen is, trekken de hydrogel en het omringende water elkaar nu aan. Terwijl de twee steeds dichter bij elkaar komen, knijpen ze als het ware de zachte robot ertussen fijn. Deze wordt daardoor platter en brengt de vinnen naar voren. Door nu de elektrode vliegensvlug steeds aan en weer uit te zetten, gaan de vinnen flapperen. En voilà: de robot beweegt als een rog.

De zachte robot van ruim 18 centimeter (met staart) is in zowel zout als zoet water inzetbaar, werkt tussen de 0 en de 75 graden Celsius (warmwaterbronnen zijn dus geen probleem) en heeft een batterijlevensduur van ruim 3 uur. Hij zwemt met een snelheid van 3,5 meter per minuut. Dat lijkt niet veel, maar is zeker twee maal zo snel als andere visrobots.

Volgens de onderzoekers is de mechanische rog ideaal voor verkenning van scheepswrakken en gecrashte vliegtuigen op de bodem van de zee.

Bronnen: Science Advances, PopularScience, Science

Beeld: Tiefeng Li et al