Inspirowana biologią zmiana w obsłudze robotycznej

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

TSUKUBA, Japonia, 14 listopada 2023 r. – (ACN Newswire) – Subtelne siły przyczepności, które pozwalają gekonom pozornie przeciwstawiać się grawitacji, przylegać do ścian i chodzić po sufitach, zainspirowały zespół badaczy z Korei Południowej do zbudowania automatycznego urządzenia, które może podnosić i uwalniać delikatne materiały bez uszkodzeń. Zespół z siedzibą na Uniwersytecie Narodowym Kyungpook i Uniwersytecie Dong-A opublikował swoje prace badawcze w międzynarodowym czasopiśmie naukowym Science and Technology of Advanced Materials. Naukowcy mają nadzieję, że można go zastosować do przenoszenia obiektów przez systemy robotyczne.

Budowa i działanie miękkiego robota z suchym klejem.

Suchy, ale lepki sekret stopy gekona kryje się w powłoce z maleńkich włosków zbudowanych z białek, zwanych mikroszczecinami. Włosy te mają około 100 mikrometrów długości i 5 mikrometrów średnicy. Każdy włos dzieli się na kilka gałęzi zakończonych płaskimi trójkątnymi opuszkami zwanymi szpatułkami. Łopatki są tak małe, że ich cząsteczki wchodzą w interakcję z cząsteczkami powierzchni, po której wspina się gekon. Powoduje to powstanie słabych sił przyciągania pomiędzy tymi cząsteczkami, znanych jako siła van der Waalsa. Siła ta jest wystarczająco silna, aby utrzymać gekona w miejscu.

Wrodzona zdolność gekona do adhezji przyciągnęła uwagę wielu badaczy i zainspirowała zastosowanie jego mechanizmu adhezji w robotyce. Do automatycznego zbierania materiałów zastosowano sztuczny, suchy klej w kształcie grzybka, który naśladuje ten mechanizm. Jednak siła potrzebna do oderwania kleju od powierzchni materiału może doprowadzić do jego uszkodzenia, zwłaszcza jeśli jest to materiał delikatny, np. szkło. „Wystąpiły problemy z łatwym odklejeniem kleju” – wyjaśnił Seung Hoon Yoo, pierwszy autor artykułu badawczego. „Aby wykorzystać te właściwości adhezyjne w systemach robotycznych, konieczne jest, aby robot mógł nie tylko podnieść przedmiot, ale także łatwo się od niego odłączyć i pozostawić obiekt w żądanym miejscu”.

W swoim badaniu zespół rozwiązał problem oddzielania za pomocą urządzenia zasilanego próżniowo, wykonanego z miękkiej gumy silikonowej. W celu oderwania suchego kleju bez uszkodzenia delikatnego przemieszczanego przedmiotu wprowadzono nową metodę odrywania. Metoda ta polega na ruchu skręcającym i podnoszącym, który ściąga suchy klej z powierzchni szkła, nie powodując jej uszkodzenia. Naukowcy odkryli, że dodanie ruchu skręcającego spowodowało dziesięciokrotne zmniejszenie siły potrzebnej do odłączenia, co może mieć kluczowe znaczenie w przypadku delikatnych materiałów.

Przeprowadzając testy, podczas których ich system przenoszenia był przymocowany do ramienia robota, naukowcy wykazali, że może on podnieść delikatny szklany krążek z pochyłej powierzchni, przenieść go w inne miejsce i delikatnie odłożyć, nie powodując przy tym żadnych uszkodzeń.

„Oczekujemy, że nasze badania wzbudzą duże zainteresowanie branży, ponieważ wiele firm jest bardzo zainteresowanych wykorzystaniem suchych klejów do tymczasowego mocowania i przemieszczania komponentów, szczególnie w zastosowaniach robotycznych” – powiedział Sung Ho Lee, jeden z autorów badania. Dodał, że jego zespół ma nadzieję służyć jako pomost między badaniami a przemysłem, stosując go do rzeczywistych zastosowań przemysłowych i opracowując bardziej zaawansowane modele.

O nauce i technologii zaawansowanych materiałów (STAM)

W ogólnodostępnym czasopiśmie STAM publikowane są wybitne artykuły badawcze dotyczące wszystkich aspektów materiałoznawstwa, w tym materiałów funkcjonalnych i strukturalnych, analiz teoretycznych i właściwości materiałów. https://www.tandfonline.com/STAM

Komunikat prasowy dystrybuowany przez Asia Research News dla nauki i technologii zaawansowanych materiałów.

Temat: Podsumowanie komunikatu prasowego
Źródło: Nauka i technologia zaawansowanych materiałów
Sektory: Nauka i nanotechnologia
https://www.acnnewswire.com

Z Asia Corporate News Network