materiais robóticos - Robotic materials
Materiais robóticas são materiais compostos que combinam de detecção, o accionamento, computação e comunicação em um padrão repetível ou amorfo. Materiais robóticos pode ser considerado metamaterials computacionais em que eles se estendem a definição original de um metamaterial como "compósitos macroscópicas que têm um, tridimensional arquitectura celular de origem humana, periódica concebido para produzir uma combinação optimizada, não está disponível na natureza, de duas ou mais respostas a excitação específica" por ser totalmente programável. Ou seja, ao contrário de um metamaterial convencional, a relação entre a excitação e resposta específica é regido por sensoriamento, atuação, e um programa de computador que implementa a lógica desejada.
História
A ideia de materiais criando que incorporam cálculo está intimamente relacionado com o conceito da matéria programável , um termo utilizado em 1991 por Toffoli e Margolus, descreve matrizes densas de elementos de computação que poderiam resolver complexo de elemento finito, como simulações de sistemas de materiais, e, em seguida, mais tarde desenvolvido para descrever uma classe de materiais que consistem em, blocos de construção idênticos móveis, também conhecidas como catoms que são totalmente reconfigurável, permitindo assim que os materiais para arbitrariamente alterar as suas propriedades físicas.
materiais robóticos construir-se sobre o conceito original da matéria programável, mas o foco sobre as propriedades estruturais dos polímeros de incorporação, sem pretensão de alterações de propriedade universais. Aqui o termo "robótico" refere-se a confluência de sensoriamento, atuação, e computação.
aplicações
Materiais robóticos para permitir sem carga computacional no interior do material, mais notavelmente processamento de sinais que surge durante aplicações de detecção de alta largura de banda ou de controlo de retorno que é exigido por accionamento distribuídos de grão fino. Exemplos de tais aplicações incluem camuflagem, de alteração da forma, o equilíbrio de carga, e peles robóticos, bem como robôs equipar com mais autonomia ao descarregar parte do processamento e controlo de sinais para dentro do material.
desafios de pesquisa
Investigação em materiais robóticos varia desde o nível do dispositivo de fabrico e para os algoritmos distribuídos que equipam materiais robóticos com inteligência. Como tal, ele intersecta os campos de materiais compósitos , redes de sensores , algoritmos distribuídos , e devido à dimensão do cálculo envolvido, enxame inteligência . Ao contrário de qualquer campo individual, o desenho da estrutura, sensores, actuadores, infra-estrutura de comunicação, e algoritmos distribuídos são rigidamente interligados. Por exemplo, as propriedades do material do material estrutural vai afectar a forma como os sinais a ser detectada propagar através do material, em que os elementos de distância computacional precisa de ser espaçada, e o processamento de sinal deve ser feito. Da mesma forma, as propriedades estruturais estão intimamente relacionados com a incorporação efectiva de infra-estrutura de computação e comunicação. Capturar esses efeitos, portanto, requer a colaboração interdisciplinar entre materiais, ciência da computação e robótica.