Onderzoekers van de Hokkaido Universiteit hebben een open-source, 3D-geprint robotsysteem ontwikkeld dat bedoeld is als betaalbaar en flexibel platform voor geautomatiseerde materiaalsynthese. Het systeem, FLUID genoemd (Flowing Liquid Utilizing Interactive Device), is ontworpen door een team onder leiding van professor Keisuke Takahashi van de Faculteit der Natuurwetenschappen.
FLUID wordt gebouwd met een standaard 3D-printer en gemakkelijk verkrijgbare elektronische onderdelen. De hardware is modulair opgebouwd uit vier units, elk met een spuit, kleppen, een servomotor, een stappenmotor voor de plunjerbediening en sensoren die het vulniveau bewaken. De modules worden aangestuurd via microcontrollers die verbonden zijn met een computer. Die draait software die de werking van het systeem regelt en realtime feedback geeft.
Het systeem werd getest bij de automatisering van een co-precipitatiereactie met kobalt en nikkel, en wist daarbij nauwkeurig binaire materialen te produceren. Dankzij het modulaire ontwerp kunnen gebruikers FLUID eenvoudig aanpassen aan hun eigen experimenten – en dat tegen veel lagere kosten dan bij commerciële apparatuur.
De ontwerpbestanden zijn vrij beschikbaar gesteld, zodat andere laboratoria het systeem kunnen namaken en verder ontwikkelen. Het doel is om automatisering binnen de materiaalkunde toegankelijker te maken, zeker voor omgevingen met beperkte middelen of voor onderzoek dat gespecialiseerde oplossingen vereist.
In de toekomst willen de ontwikkelaars extra sensoren toevoegen die bijvoorbeeld temperatuur en pH meten, zodat het systeem breder inzetbaar wordt. Ook staan software-updates gepland, waaronder functies voor macro-opnames en betere gegevensregistratie – met als doel experimenten nog beter reproduceerbaar en analyseerbaar te maken.
Beeld: Keisuke Takahashi
