Μια βιο-εμπνευσμένη Twist On Robotic Handling

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

TSUKUBA, Ιαπωνία, 14 Νοεμβρίου 2023 – (ACN Newswire) – Οι ανεπαίσθητες συγκολλητικές δυνάμεις που επιτρέπουν στα γκέκο να αψηφούν φαινομενικά τη βαρύτητα, να προσκολλώνται σε τοίχους και να περπατούν σε οροφές έχουν εμπνεύσει μια ομάδα ερευνητών στη Νότια Κορέα να κατασκευάσουν μια ρομποτική συσκευή που μπορεί να μαζεύει και να απελευθερώνει ευαίσθητα υλικά χωρίς ζημιά. Η ομάδα, με έδρα το Εθνικό Πανεπιστήμιο Kyungpook και το Πανεπιστήμιο Dong-A, δημοσίευσε την ερευνητική τους εργασία στο Science and Technology of Advanced Materials, ένα διεθνές επιστημονικό περιοδικό. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι μπορεί να εφαρμοστεί στη μεταφορά αντικειμένων από ρομποτικά συστήματα.

Η δομή και η λειτουργία της μαλακής ρομποτικής συσκευής με ξηρή κόλλα.

Το στεγνό αλλά κολλώδες μυστικό του ποδιού ενός γκέκο βρίσκεται στην επικάλυψη από μικροσκοπικές τρίχες - φτιαγμένες από πρωτεΐνη - που ονομάζονται micro setae. Αυτές οι τρίχες έχουν μήκος περίπου 100 μικρόμετρα και διάμετρο 5 μικρόμετρα. Κάθε τρίχα χωρίζεται σε έναν αριθμό κλαδιών που καταλήγουν σε επίπεδα τριγωνικά μαξιλάρια που ονομάζονται σπάτουλες. Οι σπάτουλες είναι τόσο μικρές που τα μόριά τους αλληλεπιδρούν με εκείνα της επιφάνειας που σκαρφαλώνει το gecko. Αυτό δημιουργεί αδύναμες δυνάμεις έλξης μεταξύ αυτών των μορίων, γνωστές ως δύναμη van der Waals. Αυτή η δύναμη είναι αρκετά ισχυρή για να κρατήσει το gecko στη θέση του.

Η έμφυτη ικανότητα συγκόλλησης του γκέκο έχει τραβήξει την προσοχή πολλών ερευνητών και έχει εμπνεύσει τη χρήση του μηχανισμού πρόσφυσής του στη ρομποτική. Μια τεχνητή ξηρή κόλλα σε σχήμα μανιταριού, που μιμείται αυτόν τον μηχανισμό, έχει χρησιμοποιηθεί για τη ρομποτική συλλογή υλικών. Ωστόσο, η δύναμη που απαιτείται για την αποκόλληση της κόλλας από την επιφάνεια του υλικού μπορεί να οδηγήσει σε φθορά του, ειδικά εάν το υλικό είναι εύθραυστο, όπως το γυαλί. «Υπήρξαν προβλήματα στην εύκολη αποκόλληση της κόλλας», εξήγησε ο Seung Hoon Yoo, πρώτος συγγραφέας του ερευνητικού άρθρου. «Για να εκμεταλλευτούμε αυτές τις συγκολλητικές δυνάμεις στα ρομποτικά συστήματα, είναι επιτακτική ανάγκη το ρομπότ όχι μόνο να μπορεί να σηκώσει ένα αντικείμενο, αλλά και να αποσπαστεί εύκολα από αυτό για να αφήσει το αντικείμενο στην επιθυμητή θέση».

Στη μελέτη τους, η ομάδα επέλυσε αυτό το πρόβλημα αποκόλλησης χρησιμοποιώντας μια συσκευή που τροφοδοτείται με κενό, κατασκευασμένη από μαλακό καουτσούκ πυριτίου. Για να αποκολληθεί η ξηρή κόλλα χωρίς να καταστραφεί το εύθραυστο αντικείμενο που μετακινείται, εισήχθη μια νέα μέθοδος αποκόλλησης. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει μια κίνηση συστροφής και ανύψωσης που αφαιρεί την ξηρή κόλλα από τη γυάλινη επιφάνεια χωρίς να προκαλεί καμία ζημιά σε αυτήν. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η προσθήκη αυτής της περιστροφικής κίνησης προκάλεσε δέκα φορές μείωση της δύναμης που απαιτείται για την αποκόλληση, η οποία θα μπορούσε να είναι ζωτικής σημασίας κατά το χειρισμό ευαίσθητων υλικών.

Κατά τη διεξαγωγή δοκιμών στις οποίες το σύστημα μεταφοράς τους ήταν συνδεδεμένο σε ένα ρομποτικό βραχίονα, οι ερευνητές απέδειξαν ότι μπορούσε να πάρει έναν ευαίσθητο γυάλινο δίσκο από μια κεκλιμένη επιφάνεια, να τον μετακινήσει σε διαφορετική θέση και να τον κατεβάσει απαλά χωρίς να του προκαλέσει καμία ζημιά.

«Αναμένουμε ότι η έρευνά μας θα συγκεντρώσει σημαντικό ενδιαφέρον από τη βιομηχανία, καθώς πολλές εταιρείες ενδιαφέρονται πολύ να χρησιμοποιούν ξηρές κόλλες για προσωρινή προσάρτηση και μετακίνηση εξαρτημάτων, ειδικά σε ρομποτικές εφαρμογές», δήλωσε ο Sung Ho Lee, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης. Πρόσθεσε ότι η ομάδα του ελπίζει να χρησιμεύσει ως γέφυρα μεταξύ της έρευνας και της βιομηχανίας, εφαρμόζοντάς την σε πραγματικές βιομηχανικές εφαρμογές και αναπτύσσοντας πιο προηγμένα μοντέλα.

Σχετικά με την Επιστήμη και την Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών (STAM)

Το περιοδικό Open Access STAM δημοσιεύει εξαιρετικά ερευνητικά άρθρα σε όλες τις πτυχές της επιστήμης των υλικών, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργικών και δομικών υλικών, των θεωρητικών αναλύσεων και των ιδιοτήτων των υλικών. https://www.tandfonline.com/STAM

Δελτίο τύπου που διανέμεται από την Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Θέμα: Σύνοψη δελτίου τύπου
πηγή: Επιστήμη και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών
Τομείς: Επιστήμη και νανοτεχνολογία
https://www.acnnewswire.com

Από το δίκτυο εταιρικών ειδήσεων της Ασίας