پیچ و تاب الهام گرفته از زیستی در حمل و نقل رباتیک

پیچ و تاب الهام گرفته از زیستی در حمل و نقل رباتیک

تمبر زمان: 14 نوامبر 2023، 7:00 صبح

تسوکوبا، ژاپن، 14 نوامبر 2023 – (ACN Newswire) – نیروهای چسبنده ظریفی که به گاکوها اجازه می‌دهد به ظاهر از گرانش سرپیچی کنند، به دیوارها بچسبند و روی سقف‌ها راه بروند، تیمی از محققان در کره جنوبی را الهام‌بخش ساختن یک دستگاه روباتیک کرده است که می‌تواند مواد ظریف را بدون آسیب برداشته و رها کند. این تیم مستقر در دانشگاه ملی کیونگ پوک و دانشگاه دونگ-آ، کار تحقیقاتی خود را در مجله علمی بین‌المللی Science and Technology of Advanced Materials منتشر کرده‌اند. محققان امیدوارند که بتوان آن را برای انتقال اجسام توسط سیستم های روباتیک به کار برد.

ساختار و عملکرد دستگاه رباتیک نرم با چسب خشک.
ساختار و عملکرد دستگاه رباتیک نرم با چسب خشک.

راز خشک اما چسبنده پای مارمولک در پوشش موهای ریز آن - ساخته شده از پروتئین - به نام میکرو ستای نهفته است. این موها حدود 100 میکرومتر طول و 5 میکرومتر قطر دارند. هر مو به تعدادی شاخه تقسیم می شود که به بالشتک های مثلثی مسطح به نام اسپاتول ختم می شود. کاردک ها به قدری کوچک هستند که مولکول های آنها با سطحی که مارمولک در حال بالا رفتن است برهم کنش می کند. این باعث ایجاد نیروهای جذب ضعیف بین این مولکول ها می شود که به نیروی واندروالس معروف است. این نیرو به اندازه کافی قوی است که مارمولک را در جای خود نگه دارد.

توانایی چسبندگی ذاتی مارمولک توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده و الهام بخش استفاده از مکانیسم چسبندگی آن در رباتیک بوده است. یک چسب خشک مصنوعی به شکل قارچ، که شبیه ساز این مکانیسم است، برای جمع آوری رباتیک مواد استفاده شده است. با این حال، نیروی مورد نیاز برای جدا کردن چسب از سطح مواد می تواند منجر به آسیب آن شود، به خصوص اگر ماده شکننده باشد، مانند شیشه. سئونگ هون یو، نویسنده اول مقاله تحقیقاتی توضیح داد: «در جدا شدن آسان چسب مشکلاتی وجود دارد. به منظور بهره برداری از این قدرت چسبندگی در سیستم های رباتیک، ضروری است که ربات نه تنها بتواند یک شی را بردارد، بلکه به راحتی از آن جدا شود تا جسم را در محل مورد نظرش رها کند.

در مطالعه خود، تیم این مشکل جدا شدن را با استفاده از دستگاهی با انرژی خلاء، ساخته شده از لاستیک سیلیکونی نرم، حل کردند. به منظور جدا کردن چسب خشک بدون آسیب رساندن به جسم شکننده در حال حرکت، روش جداسازی جدیدی معرفی شد. این روش شامل یک حرکت چرخشی و بلند کردن است که چسب خشک را از سطح شیشه جدا می کند بدون اینکه آسیبی به آن وارد شود. محققان دریافتند که افزودن این حرکت پیچشی باعث کاهش ده برابری در نیروی مورد نیاز برای جدا شدن می شود که می تواند هنگام کار با مواد ظریف حیاتی باشد.

در آزمایش‌هایی که در آن سیستم انتقال آن‌ها به یک بازوی رباتیک متصل بود، محققان نشان دادند که می‌تواند یک دیسک شیشه‌ای ظریف را از یک سطح شیب‌دار برداشته، آن را به مکان دیگری منتقل کند و به آرامی بدون آسیب رساندن به آن، آن را پایین بیاورد.

سانگ هو لی، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «ما انتظار داریم که تحقیقات ما مورد توجه صنعت قرار گیرد، زیرا بسیاری از شرکت‌ها علاقه زیادی به استفاده از چسب‌های خشک برای اتصال موقت و جابجایی قطعات، به‌ویژه در کاربردهای روباتیک دارند.» او افزود که تیم او امیدوار است با استفاده از آن در کاربردهای صنعتی واقعی و توسعه مدل‌های پیشرفته‌تر، به عنوان پلی بین تحقیقات و صنعت عمل کند.

درباره علم و فناوری مواد پیشرفته (STAM)

مجله دسترسی آزاد STAM مقالات تحقیقاتی برجسته ای را در تمام جنبه های علم مواد، از جمله مواد عملکردی و ساختاری، تحلیل های نظری، و خواص مواد منتشر می کند. https://www.tandfonline.com/STAM

بیانیه مطبوعاتی منتشر شده توسط اخبار تحقیقات آسیا برای علم و فناوری مواد پیشرفته.


موضوع: خلاصه مطبوعات
منبع: علم و فناوری مواد پیشرفته
بخشها: علم و فناوری نانو
https://www.acnnewswire.com

از شبکه اخبار شرکتی آسیا

حق چاپ © 2023 ACN Newswire. همه حقوق محفوظ است. بخشی از شبکه خبری شرکت های آسیایی

تمبر زمان:

بیشتر از ACN Newswire