Een bio-geïnspireerde draai aan robotbehandeling

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

TSUKUBA, Japan, 14 november 2023 – (ACN Newswire) – De subtiele adhesiekrachten waardoor gekko's schijnbaar de zwaartekracht kunnen trotseren, zich aan muren kunnen vastklampen en over plafonds kunnen lopen, hebben een team van onderzoekers in Zuid-Korea geïnspireerd om een robotapparaat te bouwen dat delicate materialen kan oppakken en loslaten zonder schade aan te richten. Het team, gevestigd aan de Kyungpook National University en Dong-A University, heeft hun onderzoekswerk gepubliceerd in Science and Technology of Advanced Materials, een internationaal wetenschappelijk tijdschrift. De onderzoekers hopen dat het kan worden toegepast op de overdracht van objecten door robotsystemen.

De structuur en werking van het zachte robotapparaat met droge lijm.

Het droge maar plakkerige geheim van de poot van een gekko ligt in de coating van kleine haartjes, gemaakt van eiwitten, genaamd microsetae. Deze haartjes zijn ongeveer 100 micrometer lang en 5 micrometer in diameter. Elk haar verdeelt zich in een aantal takken die eindigen in platte driehoekige kussentjes die spatels worden genoemd. De spatels zijn zo klein dat hun moleculen interageren met die van het oppervlak waar de gekko op klimt. Hierdoor ontstaan zwakke aantrekkingskrachten tussen deze moleculen, bekend als de van der Waals-kracht. Deze kracht is sterk genoeg om de gekko op zijn plaats te houden.

Het aangeboren hechtvermogen van de gekko heeft de aandacht getrokken van veel onderzoekers en heeft het gebruik van zijn hechtingsmechanisme in de robotica geïnspireerd. Een kunstmatige, paddestoelvormige droge lijm, die dit mechanisme nabootst, is gebruikt om materialen op robotachtige wijze op te pakken. De kracht die nodig is om de lijm los te maken van het materiaaloppervlak kan echter leiden tot schade, vooral als het materiaal kwetsbaar is, zoals glas. “Er zijn problemen geweest om de lijm gemakkelijk los te laten komen”, legt Seung Hoon Yoo, eerste auteur van het onderzoeksartikel, uit. “Om deze kleefkrachten in robotsystemen te kunnen benutten, is het absoluut noodzakelijk dat de robot niet alleen een object kan oppakken, maar er ook gemakkelijk van kan loskomen en het object op de gewenste locatie kan achterlaten.”

In hun onderzoek loste het team dit loslatingsprobleem op door een vacuümaangedreven apparaat te gebruiken, gemaakt van zacht siliconenrubber. Om de droge lijm los te maken zonder het kwetsbare object dat wordt verplaatst te beschadigen, werd een nieuwe losmaakmethode geïntroduceerd. Deze methode omvat een draaiende en optillende beweging die de droge lijm van het glasoppervlak trekt zonder deze te beschadigen. De onderzoekers ontdekten dat de toevoeging van deze draaiende beweging een tienvoudige vermindering veroorzaakte van de kracht die nodig is voor het losmaken, wat van vitaal belang kan zijn bij het hanteren van delicate materialen.

Bij het uitvoeren van tests waarbij hun transfersysteem aan een robotarm was bevestigd, toonden de onderzoekers aan dat het een delicate glazen schijf van een hellend oppervlak kon oppakken, naar een andere locatie kon verplaatsen en voorzichtig neer kon zetten zonder enige schade aan te richten.

“We verwachten dat ons onderzoek aanzienlijke belangstelling zal wekken vanuit de industrie, omdat veel bedrijven zeer geïnteresseerd zijn in het gebruik van droge lijmen voor tijdelijke bevestiging en verplaatsing van componenten, vooral in robottoepassingen”, zegt Sung Ho Lee, een van de auteurs van het onderzoek. Hij voegde eraan toe dat zijn team hoopt een brug te kunnen slaan tussen onderzoek en de industrie door dit toe te passen op echte industriële toepassingen en door geavanceerdere modellen te ontwikkelen.

Over wetenschap en technologie van geavanceerde materialen (STAM)

Open access tijdschrift STAM publiceert uitstekende onderzoeksartikelen over alle aspecten van de materiaalkunde, inclusief functionele en structurele materialen, theoretische analyses en eigenschappen van materialen. https://www.tandfonline.com/STAM

Persbericht verspreid door Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Onderwerp: samenvatting van het persbericht
Bron: Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen
Sectoren: Wetenschap en nanotechnologie
https://www.acnnewswire.com

Van het Asia Corporate News Network