تطور مستوحى من الحيوية في التعامل الآلي

تطور مستوحى من الحيوية في التعامل الآلي

الطابع الزمني: 14 نوفمبر 2023 الساعة 7:00 صباحًا

تسوكوبا، اليابان، 14 نوفمبر 2023 – (ACN Newswire) – إن قوى اللصق الدقيقة التي تسمح للأبراص بتحدي الجاذبية على ما يبدو، والتشبث بالجدران والمشي عبر الأسقف، ألهمت فريقًا من الباحثين في كوريا الجنوبية لبناء جهاز آلي يمكنه التقاط المواد الحساسة وإطلاقها دون ضرر. وقد نشر الفريق، ومقره جامعة كيونج بوك الوطنية وجامعة دونج إيه، أعمالهم البحثية في مجلة علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة، وهي مجلة علمية دولية. ويأمل الباحثون أن يتم تطبيقه على نقل الأشياء بواسطة الأنظمة الآلية.

هيكل وتشغيل الجهاز الروبوتي الناعم بمادة لاصقة جافة.
هيكل وتشغيل الجهاز الروبوتي الناعم بمادة لاصقة جافة.

يكمن السر الجاف ولكن اللزج لقدم أبو بريص في غلافها من الشعيرات الصغيرة المصنوعة من البروتين والتي تسمى الشعيرات الدقيقة. يبلغ طول هذه الشعيرات حوالي 100 ميكرومتر وقطرها 5 ميكرومتر. وتنقسم كل شعرة إلى عدد من الفروع التي تنتهي بوسادات مثلثة مسطحة تسمى الملاعق. الملاعق صغيرة جدًا لدرجة أن جزيئاتها تتفاعل مع جزيئات السطح الذي يتسلقه أبو بريص. وهذا يخلق قوى جذب ضعيفة بين هذه الجزيئات، والمعروفة باسم قوة فان دير فالس. هذه القوة قوية بما يكفي لتثبيت أبو بريص في مكانه.

لقد جذبت قدرة الالتصاق الفطرية لدى أبو بريص انتباه العديد من الباحثين وألهمت استخدام آلية الالتصاق الخاصة بها في مجال الروبوتات. وقد تم استخدام مادة لاصقة جافة اصطناعية على شكل فطر، تحاكي هذه الآلية، لالتقاط المواد آليًا. ومع ذلك، فإن القوة اللازمة لفصل المادة اللاصقة عن سطح المادة يمكن أن تؤدي إلى تلفها، خاصة إذا كانت المادة هشة، مثل الزجاج. وأوضح سيونغ هون يو، المؤلف الأول للمقال البحثي: "كانت هناك مشاكل في فصل المادة اللاصقة بسهولة". "من أجل استغلال هذه القوى اللاصقة في الأنظمة الروبوتية، من الضروري ألا يتمكن الروبوت من التقاط جسم ما فحسب، بل أيضًا الانفصال عنه بسهولة لترك الجسم في مكانه المطلوب".

وفي دراستهم، قام الفريق بحل مشكلة الانفصال هذه باستخدام جهاز يعمل بالفراغ، مصنوع من مطاط السيليكون الناعم. من أجل فصل المادة اللاصقة الجافة دون الإضرار بالجسم الهش الذي يتم نقله، تم تقديم طريقة فصل جديدة. تتضمن هذه الطريقة حركة الالتواء والرفع التي تسحب المادة اللاصقة الجافة من سطح الزجاج دون التسبب في أي ضرر لها. ووجد الباحثون أن إضافة حركة الالتواء هذه تسببت في انخفاض بمقدار عشرة أضعاف في القوة المطلوبة للانفصال، وهو ما قد يكون حيويًا عند التعامل مع المواد الحساسة.

عند إجراء الاختبارات التي تم فيها ربط نظام النقل الخاص بهم بذراع آلية، أثبت الباحثون أنه يمكن التقاط قرص زجاجي دقيق من سطح مائل، ونقله إلى موقع مختلف ووضعه بلطف دون التسبب في أي ضرر له.

وقال سونغ هو لي، أحد مؤلفي الدراسة: "نتوقع أن يحظى بحثنا باهتمام كبير من الصناعة، حيث أن العديد من الشركات مهتمة جدًا باستخدام المواد اللاصقة الجافة للربط المؤقت وحركة المكونات، خاصة في التطبيقات الروبوتية". وأضاف أن فريقه يأمل أن يكون بمثابة جسر بين البحث والصناعة من خلال تطبيقه على التطبيقات الصناعية الحقيقية وتطوير نماذج أكثر تقدمًا.

حول علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة (STAM)

تنشر مجلة الوصول المفتوح STAM مقالات بحثية متميزة في جميع جوانب علم المواد ، بما في ذلك المواد الوظيفية والهيكلية والتحليلات النظرية وخصائص المواد. https://www.tandfonline.com/STAM

بيان صحفي وزعته Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.


الموضوع: ملخص البيان الصحفي
المصدر علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة
القطاعات: العلوم وتقنية النانو
https://www.acnnewswire.com

من شبكة أخبار الشركات الآسيوية

حقوق النشر © 2023 ACN Newswire. كل الحقوق محفوظة. قسم من شبكة أخبار الشركات الآسيوية.

الطابع الزمني:

اكثر من أخبار ACN