Odkrywanie przyszłości ukrytej technologii
Pomimo postępów w dziedzinie elektroniki poczynionych w ostatnich dziesięcioleciach, tak zwane inteligentne urządzenia, mimo coraz mniejszych rozmiarów i większej mobilności, nadal nie oferują prawdziwie bezproblemowej integracji we wszystkich aspektach codziennego życia. Jedną z głównych barier jest stosunkowo mało elastyczne wykorzystanie projektów dostępnych urządzeń cyfrowych. Projekt SOFTMAP został opracowany, aby umożliwić zintegrowanie i upowszechnianie zaawansowanych technologii, które, według koordynatora projektu, prof. Siegfrieda Bauera, staną się jeszcze skuteczniejsze w zapewnieniu bezpieczeństwa i wysokiej jakości życia bez wpływu na poczucie komfortu. Aby osiągnąć ten cel, w ramach projektu SOFTMAP przeanalizowano opcje oferowane przez elastyczną elektronikę poprzez zbadanie możliwości rozciągania materiałów miękkich (płyny, polimery, pianki, żele, gumy itd.). Komfortowa elektronika, elastyczne roboty i pozyskiwanie energii Wynikiem opracowania komfortowej elektroniki w ramach projektu SOFTMAP była cała gama produktów demonstracyjnych. Na przykład, opracowano niedostrzegalne foliowe urządzenia elektroniczne 27 razy cieńsze od papieru, które można rozciągać, a nawet zgniatać jak kawałek papieru bez ryzyka uszkodzenia obwodów. Korzystając z podobnej metody, naukowcy pracujący w projekcie opracowali również perowskitowe matryce solarne stabilizowane powietrzem, które dzięki maksymalnemu stosunkowi mocy do masy, mogły utrzymać w ruchu kołowym modele samolotowe unoszące się nad kampusem. Innym istotnym osiągnięciem było m.in. opracowanie półprzewodników organicznych z wiązaniem wodorowym; elastycznych akumulatorów i bardzo dużych miękkich siłowników udarowych, dla których został pobity rekord w dziedzinie zmiany obszaru. Projekt SOFTMAP nie tylko umożliwił działanie interfejsu człowiek-maszyna, ale doprowadził również do postępów w robotyce. U większości robotów systemy zasilania, czujniki i elementy kontrolne są zaprojektowane "na sztywno", co oznacza, że nie mogą realizować innych, delikatniejących zadań. W projekcie SOFTMAP elastyczne roboty były inspirowane wynikami badań naturalnej mechaniki, która dopuszcza strukturalne niestabilności, takie jak wykrzywienia, trzaśnięcia, marszczenie czy kruszenie. W ramach projektu taką samą zmianę paradygmatu zastosowano również do energii odnawialnej. Profesor podsumowuje: „Udowodniliśmy, że elastyczne systemy skutecznie przekształcają energię mechaniczną na elektryczną, przez co stają się potencjalnie interesujące pod kątem pozyskiwania energii mechanicznej z chodu człowieka, wiatru czy fal oceanicznych”. Podczas eksperymentów z energią fal okazało się, że naturalna guma jest znacznie miększym materiałem i może być wykorzystana do zrównoważonego wytwarzania odnawialnej energii. Zwiększanie różnorodności niewidocznych urządzeń Profesor Bauer wskazuje, że do niedawna ten obszar badań był postrzegany jako dość egzotyczna dziedzina badań materiałowych, a projekt SOFTMAP odegrał dużą rolę w zmianie takiego sposobu myślenia. Profesor stwierdził, że przed rozpoczęciem projektu SOFTMAP taka wizja była zaledwie wytworem fantazji. Obecnie przyznaje, że badany obszar jest odległym, ale rozwijającym się obszarem, w którym niszowe projekty już wchodzą na rynek. Niektóre z produktów projektowych zostały już skomercjalizowane. Na przykład, spółka spin-off, isiQiry, oferuje nowe rozwiązania w zakresie interfejsu człowiek-maszyna dzięki technologii czujników optycznych opracowanych w ramach projektu Soft-Map. Dodatkowo bezpośrednią korzyścią projektu jest austriacka inicjatywa inteligentnych tworzyw sztucznych, która umożliwia wdrożenie technologii formowania warstwy wstawianej, pozwalając na sprawną i ekonomiczną integrację funkcji elektrycznych, optoelektrycznych i elektromechanicznych w trójwymiarowych częściach plastikowych. Prace zrealizowane w ramach projektu SOFTMAP miały również swój wkład w ‘WetFeet’, europejski projekt badawczy promujący użycie elastycznych generatorów energii fal wodnych. Mówiąc o przyszłości tak zwanych „ukrytych systemów praktycznie niezauważalnych w naszym otoczeniu”, profesor Bauer wspomina o swoim celu polegającym na połączeniu „pozornie antagonistycznych materiałów z dopasowanymi urządzeniami laboratoryjnymi typu open-source i technikami modelowania”. Profesor dąży do wykorzystania funkcjonalności (drukowanego) przetwornika z tworzyw sztucznych w drewnie i blachach stalowych oraz utworzenie biodegradowalnych obwodów drukowanych poprzez ekonomiczną i niskotemperaturową anodyzację kompatybilną z drukowaniem oraz rozszerzenie technologii na skalowalne drukowanie 3d.
Słowa kluczowe
SOFTMAP, materiał miękki, miękkie maszyny, technologia ukryta, Internet Rzeczy, kolektory termiczne, energia odnawialna, urządzenia cyfrowe, inteligentna technologia, drukowanie 3D, robotyka
