Một bước ngoặt lấy cảm hứng từ sinh học trong việc xử lý robot

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

TSUKUBA, Nhật Bản, ngày 14 tháng 2023 năm XNUMX – (ACN Newswire) – Các lực kết dính tinh vi cho phép tắc kè dường như bất chấp trọng lực, bám vào tường và đi ngang qua trần nhà đã truyền cảm hứng cho một nhóm các nhà nghiên cứu ở Hàn Quốc chế tạo một thiết bị robot có thể nhặt và giải phóng các vật liệu mỏng manh mà không bị hư hại. Nhóm nghiên cứu có trụ sở tại Đại học Quốc gia Kyungpook và Đại học Dong-A, đã công bố công trình nghiên cứu của họ trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến, một tạp chí khoa học quốc tế. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng nó có thể được áp dụng vào việc di chuyển vật thể bằng hệ thống robot.

Cấu tạo và hoạt động của thiết bị robot mềm bằng keo khô.

Bí mật khô nhưng dính của bàn chân tắc kè nằm ở lớp phủ những sợi lông nhỏ - được làm từ protein - gọi là micro setae. Những sợi lông này dài khoảng 100 micromet và đường kính 5 micromet. Mỗi sợi tóc chia thành nhiều nhánh và kết thúc bằng những miếng đệm hình tam giác phẳng gọi là thìa. Những chiếc thìa nhỏ đến mức các phân tử của chúng tương tác với các phân tử trên bề mặt mà con tắc kè đang leo lên. Điều này tạo ra lực hút yếu giữa các phân tử này, được gọi là lực van der Waals. Lực này đủ mạnh để giữ con tắc kè tại chỗ.

Khả năng bám dính bẩm sinh của tắc kè đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và truyền cảm hứng cho việc sử dụng cơ chế bám dính của nó trong chế tạo robot. Một chất kết dính khô nhân tạo hình nấm, bắt chước cơ chế này, đã được sử dụng để gắp vật liệu bằng robot. Tuy nhiên, lực cần thiết để tách lớp keo dính ra khỏi bề mặt vật liệu có thể khiến keo bị hư hỏng, đặc biệt nếu vật liệu dễ vỡ, chẳng hạn như thủy tinh. Seung Hoon Yoo, tác giả đầu tiên của bài báo nghiên cứu, giải thích: “Đã có vấn đề trong việc làm cho chất kết dính có thể bong ra dễ dàng. “Để khai thác khả năng kết dính này trong các hệ thống robot, điều bắt buộc là robot không chỉ có thể nhặt một vật thể mà còn có thể dễ dàng tách ra khỏi vật thể đó để để vật thể đó ở vị trí mong muốn”.

Trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề tách rời này bằng cách sử dụng một thiết bị chạy bằng chân không, làm bằng cao su silicon mềm. Để tách lớp keo khô mà không làm hỏng vật dễ vỡ khi di chuyển, một phương pháp tách mới đã được giới thiệu. Phương pháp này bao gồm chuyển động xoắn và nâng để kéo lớp keo khô ra khỏi bề mặt kính mà không gây ra bất kỳ hư hỏng nào cho nó. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc bổ sung chuyển động xoắn này giúp giảm XNUMX lần lực cần thiết để tách ra, điều này có thể rất quan trọng khi xử lý các vật liệu mỏng manh.

Khi tiến hành các thử nghiệm trong đó hệ thống chuyển giao của họ được gắn vào một cánh tay robot, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng nó có thể nhấc một đĩa thủy tinh mỏng manh từ một bề mặt dốc, di chuyển nó đến một vị trí khác và nhẹ nhàng đặt nó xuống mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho nó.

Sung Ho Lee, một trong những tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi hy vọng nghiên cứu của mình sẽ thu hút được sự quan tâm đáng kể từ ngành vì nhiều công ty rất quan tâm đến việc sử dụng chất kết dính khô để gắn tạm thời và di chuyển các bộ phận, đặc biệt là trong các ứng dụng robot”. Ông nói thêm rằng nhóm của ông hy vọng sẽ đóng vai trò là cầu nối giữa nghiên cứu và công nghiệp bằng cách áp dụng nó vào các ứng dụng công nghiệp thực tế và phát triển các mô hình tiên tiến hơn.

Giới thiệu về Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến (STAM)

Tạp chí truy cập mở STAM xuất bản các bài báo nghiên cứu nổi bật về tất cả các khía cạnh của khoa học vật liệu, bao gồm vật liệu chức năng và cấu trúc, phân tích lý thuyết và đặc tính của vật liệu. https://www.tandfonline.com/STAM

Thông cáo báo chí được phân phối bởi Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Chủ đề: Tóm tắt thông cáo báo chí
nguồn: Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến
Các ngành: Khoa học & Công nghệ nano
https://www.acnnewswire.com

Từ Mạng Tin tức Doanh nghiệp Châu Á