Роботизоване поводження, натхненне біологією

Перевидано Платоном

читають: 0

ЦУКУБА, Японія, 14 листопада 2023 р. – (ACN Newswire) – Тонкі адгезивні сили, які дозволяють геконам, здавалося б, кидати виклик гравітації, чіплятися за стіни та ходити по стелі, надихнули групу дослідників у Південній Кореї створити роботизований пристрій, який може збирати та випускати делікатні матеріали без пошкоджень. Команда, яка базується в Національному університеті Кюнгпук і Університеті Донг-А, опублікувала свою дослідницьку роботу в міжнародному науковому журналі Science and Technology of Advanced Materials. Дослідники сподіваються, що його можна буде застосувати для переміщення об’єктів за допомогою роботизованих систем.

Будова та робота м’якого роботизованого пристрою з сухим клеєм.

Сухий, але липкий секрет лапки гекона полягає в її покритті крихітними волосками, виготовленими з білка, які називаються мікрощетинками. Ці волоски мають довжину близько 100 мікрометрів і 5 мікрометрів у діаметрі. Кожне волосся ділиться на кілька гілок, які закінчуються плоскими трикутними подушечками, які називаються лопатками. Лопатки настільки малі, що їхні молекули взаємодіють з молекулами поверхні, на яку лазить гекон. Це створює слабкі сили притягання між цими молекулами, відомі як сила Ван-дер-Ваальса. Ця сила достатньо сильна, щоб утримати гекона на місці.

Вроджена адгезивна здатність гекона привернула увагу багатьох дослідників і надихнула на використання його механізму адгезії в робототехніці. Штучний грибоподібний сухий клей, який імітує цей механізм, використовувався для роботизованого збирання матеріалів. Однак сила, необхідна для від’єднання клею від поверхні матеріалу, може призвести до його пошкодження, особливо якщо матеріал крихкий, наприклад скло. «Були проблеми з тим, щоб легко від’єднати клей», — пояснив Сун Хун Ю, перший автор дослідницької статті. «Для того, щоб використовувати ці зчеплення в роботизованих системах, вкрай важливо, щоб робот міг не тільки підняти об’єкт, але й легко від’єднатися від нього, щоб залишити об’єкт у бажаному місці».

У своєму дослідженні команда вирішила цю проблему відриву за допомогою вакуумного пристрою, виготовленого з м’якої силіконової гуми. Щоб від’єднати сухий клей, не пошкодивши крихкий об’єкт, який пересувається, був запроваджений новий метод від’єднання. Цей метод передбачає обертання та підйом, який відтягує сухий клей зі скляної поверхні, не завдаючи їй жодних пошкоджень. Дослідники виявили, що додавання цього обертального руху призвело до десятикратного зменшення сили, необхідної для від’єднання, що може бути життєво важливим при роботі з делікатними матеріалами.

Проводячи тести, під час яких їх система передачі була прикріплена до роботизованої руки, дослідники продемонстрували, що вона може підняти делікатний скляний диск з похилої поверхні, перемістити його в інше місце та обережно поставити, не завдаючи йому жодних пошкоджень.

«Ми очікуємо, що наше дослідження викличе значний інтерес у галузі, оскільки багато компаній дуже зацікавлені у використанні сухих клеїв для тимчасового кріплення та переміщення компонентів, особливо в роботах», — сказав Сунг Хо Лі, один з авторів дослідження. Він додав, що його команда сподівається служити мостом між дослідженнями та промисловістю, застосовуючи його до реальних промислових застосувань і розробляючи більш просунуті моделі.

Про науку та технологію передових матеріалів (STAM)

Журнал відкритого доступу STAM публікує видатні наукові статті з усіх аспектів матеріалознавства, включаючи функціональні та структурні матеріали, теоретичний аналіз та властивості матеріалів. https://www.tandfonline.com/STAM

Прес-реліз розповсюджений Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Тема: Підсумок прес-релізу
джерело: Наука і технологія перспективних матеріалів
Сектори: Наука та нанотехнології
https://www.acnnewswire.com

Від Азійської корпоративної мережі новин