Abbiamo visto, abbiamo sentito, abbiamo annusato, eppure non abbiamo capito completamente. In un articolo pubblicato di recente, "Popcorn-Driven Robot Actuators", i ricercatori del Collective Embodied Intelligence Lab della Cornell University dimostrano come le proprietà propulsive del popcorn possano essere utilizzate per qualcosa di più della gioia dello snack-time.
Sotto la loro tutela, l'umile chicco ha aiutato i robot a cambiare forma, afferrare oggetti e persino a spingere pesi moderatamente pesanti. "All'inizio Popcorn sembrava un'idea sciocca", scrive Kirstin Hagelskjær Petersen in una e-mail. "Ma ora crediamo che [abbia] una vera promessa per un bel po 'di applicazioni".
Molte delle creazioni del Collective Embodied Intelligence Lab sono ispirate dagli insetti, che, sebbene siano di piccole dimensioni, possono fare molto lavorando insieme in sciami. In passato, Petersen e il suo laboratorio hanno sviluppato una tecnologia basata su termiti, ragni, e api domestiche.
Anche Popcorn è piccolo ma potente. È "un materiale multifunzionale che può cambiare le sue proprietà meccaniche molto rapidamente", spiega Steven Ceron, uno studente di dottorato nel laboratorio di Petersen, e l'autore principale del giornale. Questo lo rende un ottimo candidato per potenziare gli attuatori robotici, le parti dei robot che, invece di percepire e rispondere all'ambiente circostante, svolgono compiti completi attraverso il movimento fisico. ("Per essere un robot [pieno], probabilmente avrebbe bisogno di altre parti che non fossero alimentate da popcorn", afferma Ceron.)
"Tutti i popcorn funzionano allo stesso modo", continua. "Lo riscaldi e, se raggiunge la sua temperatura critica, passa attraverso una reazione chimica di taglio fisico." Oppure, come lui e il suo coautore lo mettono nella carta stessa, "i chicchi rappresentano una riserva di energia che può essere schierato in movimento meccanico quando necessario. "O, in altre parole:" Si apre ".
Alcuni modi in cui i popcorn possono alimentare gli attuatori. Cornell University Collective Embodied Intelligence LabSfruttando la potenza di questo scoppiettante, e l'intermeshing che crea tra i kernel, Ceron ed i suoi colleghi sono stati in grado di costruire diversi tipi di attuatori azionati da popcorn. In una, una dozzina di chicchi di pappagallo vengono collocati all'interno di una bobina di filo metallico e circondati da alcuni strati di tubi di silicone. La tensione viene applicata al filo (lentamente, "per impedire che i popcorn brucino", spiegano gli autori).
Mentre i chicchi si schiudono, si affollano l'uno contro l'altro, causando il passaggio del tubo di silicone da droopy a rigido e il sollevamento di un peso di 100 grammi nel processo. In un'altra macchina, descritta come "una pinza morbida a tre dita alimentata dall'espansione popcorn", si applicano gli stessi principi, ma l'attuatore è a forma di treppiede. Mentre il popcorn si apre, stringe la presa attorno a una palla di gomma.
Entrambe appartengono a una categoria denominata "attuatori di disturbo", comunemente usati per afferrare oggetti con forme non uniformi. "Il modo in cui funziona normalmente è che hai una specie di polvere o sabbia in una borsa, e succhi l'aria con una pompa o un compressore", a questo punto il grabber si chiude intorno al bersaglio, dice Ceron. (Puoi vederne uno in azione qui.)
Una collaborazione di origami di popcorn solleva un kettlebell. Cornell University Collective Embodied Intelligence Lab"Puoi ottenere la stessa cosa qui con i popcorn. Ma invece di dover includere una pompa ingombrante o un compressore per aspirare l'aria, basta avere quella batteria [per riscaldarla]. Potresti avere una nuova classe di attuatori di disturbo. "
Per un altro tipo di attuatore, il gruppo prese carta - in questo caso, un sacchetto di popcorn biologico di Newman riciclato - lo piegò a forma di soffietto, lo riempì di popcorn e lo incollò. Poi lo hanno bloccato in un forno a microonde, per "raggiungere ... l'espansione", come dice l'articolo. La forma risultante ha mantenuto la sua forma e ha resistito alla compressione. "Una volta che si aprono, si intrecciano tra loro", afferma Ceron. "Erano persino in grado di reggere un kettlebell da 9 libbre".
In un esperimento finale, il team ha realizzato un aggeggio in particolare Rube Goldberg. I noccioli non tagliati sono stati collocati tra due piatti di legno, che sono stati fissati a un artiglio di presa da tendini flessibili. L'aria calda fu fatta saltare attraverso i fori nella piastra di fondo fino a quando il pop-corn saltò fuori, sollevando il piatto e chiudendo l'artiglio.
Questo è tutto molto divertente. Ma come sottolinea Ceron, il popcorn ha dei seri benefici come combustibile per robot. "In questo laboratorio, siamo sempre alla ricerca di modi per produrre robot che possano essere alimentati molto facilmente ... con materiali molto economici", afferma. Popcorn si adatta al disegno di legge: è facilmente accessibile (eccedenza di mais, chiunque?), È leggero e, a meno che non lo stiate comprando prima del cinema, tende ad essere piuttosto economico.
Lo svantaggio principale, afferma Ceron, è che il suo cambiamento di stato è irreversibile: non è possibile annullare la pop-up di un kernel, quindi ogni movimento può avvenire solo una volta per dose di carburante. Poiché il popcorn si dissolve in acqua, potrebbe essere possibile inondare la camera dei popcorn del robot, attendere che tutto si sciolga e defluisca, quindi riempirlo nuovamente. "Penso che potrebbe essere il prossimo passo", dice Ceron.
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