Bio-inspired paper plant robots: Artificial heliotropism and nyctinasty through transpiration

Kendi kendini denetleyebilme yeteneği, yaşayan sistemlerin metabolik aktivitelerini sürdürebilmesi için gerekli olan, biyokimyasal geri bildirim döngüleri ile sağlanan, en temel özelliklerinden biridir. Bu geri bildirim döngüleri yaşayan organizmada, çevresel uyarıcılara karşı tepki verirken, cisimsel zekânın oluşmasını sağlar. Bu geri bildirim döngüleri kompleks olsa dâhi, bunları esin kaynağı olarak kullanmak, yumuşak robotlarda kendi kendini denetleyebilme yeteneğini ve en nihayetinde cisimsel zekâyı yumuşak robotlara entegre etmek için yeni uğraş alanlarının açılmasını sağlayabilirler. İşte bu aşamada basit, bitkilerden esinlenen yumuşak robotları gösteriyoruz, bu robotlar kendi kendini denetleyebilme yeteneğini ve nihayetinde cisimsel zekâ için, heliotropizm (güneşe yönelim) ve niktinasti (yapraklarını açıp kapatma) yeteneklerini malzeme geri bildirimi ve yapay terleme kullanarak gösterebilirler. Öncelikle, malzeme geri bildirimi sert fakat yumuşak robot gibi hareket eden bir robotik sisteme akıl hafızası olan alaşımları kullanılarak adapte edildi. Sonrasında, yapay terleme yumuşak robot sisteme, origami/kirigami stratejileri kullanılarak hazırlanmış kâğıt robot vücutlar üzerinde hidrojellerin şişmesi/daralması entegre edildi. Her iki malzeme ve terleme geri bildirim mekanizması, salınma ve gerilme olaylarının robotun vücudunu yarı kararlı halde tutarak ışık toplama verimliliğini arttırmak için, güneş akısını yapraklar (güneş panelleri yerleştirilmiş) üzerinde maksimize etmesine yarar. Bununla birlikte, hidrojel bazlı geri bildirim mekanizması, hibrit hidrojeller kullanılarak (ısıya duyarlı jellerin eklenmesi ile), ya da ışığı soğuran kimyasallar ile jelleri katkılayarak, veyahut sistemin geometrileri değiştirilerek geliştirilebilmektedir. Sonuç olarak, malzeme/terleme geri bildirimi, kendi kendini denetleyebilme yeteneği olan yumuşak robotlar eldesi için önem arz etmekte ve enerji veriminden, adaptasyon yeteneğine kadar birçok alanda önemli sonuçları sahiptir.