En bio-inspirert vri på robothåndtering

Publisert av Platon

Følgere: 0

TSUKUBA, Japan, 14. november 2023 – (ACN Newswire) – De subtile klebekreftene som lar gekkoer tilsynelatende trosse tyngdekraften, klamre seg til vegger og gå over tak har inspirert et team av forskere i Sør-Korea til å bygge en robotenhet som kan plukke opp og frigjøre ømfintlige materialer uten skade. Teamet, basert på Kyungpook National University og Dong-A University, har publisert forskningsarbeidet sitt i Science and Technology of Advanced Materials, et internasjonalt vitenskapelig tidsskrift. Forskerne håper det kan brukes til overføring av objekter med robotsystemer.

Strukturen og driften av den myke robotenheten med tørt lim.

Den tørre, men klissete hemmeligheten til en gekkofot ligger i belegget av bittesmå hår - laget av protein - kalt mikrosetae. Disse hårene er rundt 100 mikrometer lange og 5 mikrometer i diameter. Hvert hår deler seg i en rekke grener som ender i flate trekantede puter som kalles spatler. Spatelene er så små at molekylene deres samhandler med molekylene på overflaten gekkoen klatrer opp på. Dette skaper svake tiltrekningskrefter mellom disse molekylene, kjent som van der Waals kraft. Denne kraften er sterk nok til å holde gekkoen på plass.

Gekkoens medfødte klebeevne har trukket oppmerksomheten til mange forskere og har inspirert bruken av dens adhesjonsmekanisme i robotikk. Et kunstig, soppformet tørt lim, som etterligner denne mekanismen, har blitt brukt til å robotisk plukke opp materialer. Kraften som trengs for å løsne limet fra materialets overflate kan imidlertid føre til skade, spesielt hvis materialet er skjørt, for eksempel glass. "Det har vært problemer med å få limet til å løsne lett," forklarte Seung Hoon Yoo, førsteforfatter av forskningsartikkelen. "For å utnytte disse klebekreftene i robotsystemer, er det avgjørende at roboten ikke bare kan plukke opp en gjenstand, men også enkelt kan løsne fra den for å forlate gjenstanden på ønsket sted."

I sin studie løste teamet dette løsrivelsesproblemet ved å bruke en vakuumdrevet enhet, laget av myk silikongummi. For å løsne det tørre limet uten å skade den skjøre gjenstanden som flyttes, ble en ny løsnemetode introdusert. Denne metoden innebærer en vridnings- og løftebevegelse som trekker det tørre limet av glassoverflaten uten å forårsake skade på den. Forskerne fant at tillegget av denne vridende bevegelsen forårsaket en ti ganger reduksjon i kraften som kreves for løsrivelse, noe som kan være avgjørende ved håndtering av ømfintlige materialer.

Ved å utføre tester der overføringssystemet deres var festet til en robotarm, viste forskerne at den kunne plukke opp en delikat glassskive fra en skrånende overflate, flytte den til et annet sted og forsiktig sette den ned uten å skade den.

"Vi forventer at forskningen vår vil vekke betydelig interesse fra industrien, siden mange selskaper er veldig interessert i å bruke tørre lim for midlertidig festing og bevegelse av komponenter, spesielt i robotapplikasjoner," sa Sung Ho Lee, en av studiens forfattere. Han la til at teamet hans håper å tjene som en bro mellom forskning og industri ved å bruke det på ekte industrielle applikasjoner og utvikle mer avanserte modeller.

Om vitenskap og teknologi for avanserte materialer (STAM)

Open access journal STAM publiserer fremragende forskningsartikler på tvers av alle aspekter av materialvitenskap, inkludert funksjonelle og strukturelle materialer, teoretiske analyser og materialegenskaper. https://www.tandfonline.com/STAM

Pressemelding distribuert av Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Tema: Sammendrag av pressemelding
kilde: Vitenskap og teknologi for avanserte materialer
Sektorer: Vitenskap og nanoteknologi
https://www.acnnewswire.com

Fra Asia Corporate News Network