Vi såg, vi hörde, vi luktade - och ändå förstod vi inte helt. I en nyligen publicerad tidning, "Popcorn-Driven Robot Actuators", visar forskare från Cornell University's Collective Embodied Intelligence Lab hur popcorns propulsiva egenskaper kan användas för mer än snacktid glädje.
Under sin ledning har det ödmjuka spannet hjälpt robotar att byta form, gripobjekt och till och med axelmåttigt tunga vikter. "Popcorn verkade som en dum idé först," skriver labchef Kirstin Hagelskjær Petersen i ett mail. "Men nu tror vi [det har] ett verkligt löfte för en hel del applikationer."
Många av skapelserna i Collective Embodied Intelligence Lab är inspirerade av insekter, som, även om de är små, kan uppnå mycket genom att arbeta i svärmar. Tidigare har Petersen och hennes lab utvecklat teknik baserad på termiter, spindlar, och honungsbina.
Popcorn är också liten men mäktig. Det är "ett multifunktionellt material som kan ändra sina mekaniska egenskaper väldigt snabbt", förklarar Steven Ceron, doktorand i Petersens laboratorium och papperets huvudförfattare. Detta gör det till en utmärkt kandidat för att driva robotaktuatorer - de delar av robotar som, istället för att känna och reagera på omgivningen, fullbordar uppgifter genom fysisk rörelse. ("För att vara en [full] robot skulle det troligen behöva andra delar som inte var popcorndrivna", säger Ceron.)
"All popcorn fungerar på samma sätt," fortsätter han. "Du värmer upp det, och om det kommer till sin kritiska temperatur, går det genom en fysisk slash-kemisk reaktion." Eller, som han och hans medförfattare sätter den i själva papperet, "utgör kärnorna en energibehållare som kan utplaceras i mekanisk rörelse vid behov. "Eller med andra ord:" Det dyker upp ".
Några sätt på vilka popcorn kan driva manöverdon. Cornell University Collective Embodied Intelligence LabGenom att utnyttja kraften i det popping och det intermeshing det skapar mellan kärnor kunde Ceron och hans kollegor bygga flera typer av popcorndrivna manöverdon. I ett, placeras ett dussin eller så obehandlade kärnor inuti en trådspole och omges av några skikt av silikonrör. Spänning appliceras på ledningen (långsamt, "för att hålla popcornen brinnande" förklarar författarna).
När kärnorna poppar, mängder de mot varandra, vilket gör att silikonröret går från droopy till styvt och att lyfta en 100 grams vikt i processen. I en annan maskin som beskrivs som "en trefingers mjuk gripper som drivs av popcorn expansion" gäller samma principer, men manöverdonet är stativformat. När popcornen dyker upp strammer den sitt grepp runt en gummiboll.
Båda dessa hör till en kategori som kallas "jamming actuators", som vanligtvis används för att gripa saker med ojämna former. "Hur det fungerar normalt är att du har någon form av pulver eller grit i en väska, och du suger ut luften med en pump eller kompressor," på vilken tid griparen stänger sitt mål, säger Ceron. (Du kan se en i åtgärd här.)
Ett popcorn-origami samarbete lyfter en kettlebell. Cornell University Collective Embodied Intelligence Lab"Du kan nå samma sak här med popcornen. Men i stället för att behöva ta med en skrymmande pump eller kompressor för att suga ut luften, behöver du bara ha det batteriet [för att värma det]. Du kan få en ny klass av störningsaktuatorer. "
För en annan typ av ställdon tog gruppen ihop papper - i det här fallet, en återvunnet Newmans egen organisk popcornpåse - vikte den i form av en bälg, fyllde den med popcorn och limmade den stängd. Sedan fastnade de i en mikrovågsugn för att "uppnå ... expansion", som artikeln säger. Den resulterande formen höll sin form och motstod kompression. "När de blivit pop, samlas de med varandra", säger Ceron. "De kunde även hålla upp en 9-pund kettlebell."
I ett sista experiment gjorde laget ett särskilt Rube Goldberg-esque contraption. Unpopped kärnor placerades mellan två träplattor, vilka fästes på en gripklo av flexibla senor. Varmluft blåses genom hål i bottenplattan tills popcornen poppade, lyfte plåten och stängde klaven.
Det här är väldigt roligt. Men som Ceron påpekar, har popcorn allvarliga fördelar som robotbränsle. "I det här labbet letar vi alltid efter sätt att tillverka robotar som kan drivas mycket enkelt ... med mycket billiga material", säger han. Popcorn passar räkningen: Det är lättillgängligt (majs överskott, vem?), Det är lätt, och-om du inte köper det pre-popped i en biograf-det tenderar att vara ganska billigt.
Den största nackdelen, säger Ceron, är att dess tillståndsändring är oåterkallelig: du kan inte poppa en kärna, så varje rörelse kan bara hända en gång per bränsledos. Eftersom popcorn löser upp i vatten, kan det vara möjligt att översvämma robotens popcornkammare, vänta på att allt smälter bort och flödar ut och fyll sedan upp det igen. "Jag tror att det kan vara nästa steg," säger Ceron.
Eller du kan alltid få några hungriga filmgäster att äta din avfallsprodukt. Det finns några saker som människor alltid kommer att vara bäst på.
Gastro Obscura täcker världens mest underbara mat och dryck.
Anmäl dig till vår email, levererad två gånger i veckan.