Πίνακας περιεχομένων[Κρύβω][Προβολή]
Τι σας έρχεται στο μυαλό όταν ακούτε τη λέξη «ρομποτική»; Οι περισσότεροι άνθρωποι θα φαντάζονταν μια μεταλλική μηχανή που λειτουργεί με ηλεκτρισμό. Ενώ γίνονται πολλές πρόοδοι για την επίτευξη των τύπων ρομπότ που εμφανίζονται συνήθως στην επιστημονική φαντασία, υπάρχει ένας άλλος κλάδος της ρομποτικής που μπορεί να σας εκπλήξει.
Τα τελευταία χρόνια παρατηρήθηκε αύξηση του ενδιαφέροντος για τη ρομποτική με μαλακό σώμα. Αυτοί οι τύποι ρομπότ μπορούν να επιτευχθούν με διαφορετικούς τρόπους. Ωστόσο, το κοινό θέμα είναι η χρήση ελαστικών υλικών για τη δημιουργία ρομπότ που είναι ταυτόχρονα ασφαλή και προσαρμόσιμα σε διάφορα περιβάλλοντα.
Τα παραδοσιακά ρομπότ με άκαμπτο σώμα, όπως αυτά που μπορεί να βρείτε σε ένα ημιαυτόματο εργοστάσιο, συχνά δεν είναι κατάλληλα για ορισμένα περιβάλλοντα. Αυτοί οι τύποι ρομπότ συνήθως βασίζονται σε ακριβείς κινήσεις και αλγόριθμους για την αποφυγή συγκρούσεων. Το χρησιμοποιούμενο υλικό μπορεί επίσης να το καταστήσει επικίνδυνο όταν χρησιμοποιείται κοντά σε ανθρώπους.
Υπάρχουν πολλά ερευνητικά εργαστήρια παγκοσμίως που προσπαθούν να δημιουργήσουν το ιδανικό ρομπότ με μαλακά σώματα.
Σε αυτό το ιστολόγιο, θα ρίξουμε μια ματιά σε μια πρόσφατη εξέλιξη από το Κινεζικό Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ – το λεγόμενο ρομπότ μαγνητικής γλίτσας. Θα διερευνήσουμε επίσης τις πρακτικές εφαρμογές της νέας τεχνολογίας και τους τρέχοντες περιορισμούς της.
Τι είναι η Soft Robotics;
Η μαλακή ρομποτική είναι ένας υποτομέας της ρομποτικής που στοχεύει στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη ρομπότ που αποτελούνται από συμβατά υλικά.
Τι εννοούμε με τον όρο συμμόρφωση; Ο όρος «συμβατός» στη μηχανολογία αναφέρεται σε έναν τύπο μηχανισμού που επιτυγχάνει κίνηση μέσω ελαστικής παραμόρφωσης. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα τυπικά άκαμπτα σώματα που μπορεί να δείτε στα σημερινά ρομπότ.
Ενώ πολλά ρομπότ με άκαμπτο σώμα χρησιμοποιούν στρατηγικά μαλακά εξαρτήματα, η έρευνα στη μαλακή ρομποτική γενικά στοχεύει σε μια πλήρως μαλακή μηχανή.
Ίσως αναρωτιέστε πώς θα κινούνταν ένα μαλακό ρομπότ. Οι ερευνητές έπρεπε να επινοήσουν νέους τρόπους για τον έλεγχο των μαλακών ρομπότ χωρίς το μεταλλικό πλαίσιο που είναι κοινό σε πολλά άκαμπτα ρομπότ.
Μερικοί ερευνητές χρησιμοποιούν ηλεκτροστατική δύναμη για να αλλάξουν το σχήμα των υλικών. Άλλα μαλακά ρομπότ χρησιμοποιούν ειδικά πολυμερή που μπορούν να αλλάξουν σχήμα όταν εισάγεται θερμότητα στο υλικό. Αυτά τα υλικά θα θυμούνται το αρχικό τους σχήμα ακόμα και μετά από πολλές αλλαγές θερμοκρασίας.
Χρήση μαγνητικής ενεργοποίησης
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης τη δημιουργία μαλακών ρομπότ που ενεργοποιούνται μαγνητικά. Ερευνητές από το Κινεζικό Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ είναι πρωτοπόροι α νέα μορφή ρομπότ με μαλακό σώμα που χρησιμοποιούν μαγνήτες για να ελέγχουν ένα ρομπότ «γλοιού» που δεν βασίζεται σε ρευστό.
Οι ερευνητές προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν διαφορετικό τύπο υλικού από προηγούμενες έρευνες σε μαγνητικά ρομπότ με μαλακό σώμα.
Η προηγούμενη έρευνα χρησιμοποιούσε σιλικόνη ή φερρορευστό που ήρθε με τους περιορισμούς τους. Τα μαλακά ρομπότ βασισμένα σε ελαστομερή ή σιλικόνη είχαν περιορισμένη παραμόρφωση ενώ το φερρορευστό κρίθηκε πολύ ασταθές για πολλές περιπτώσεις χρήσης.
Οι ερευνητές του Χονγκ Κονγκ δημιούργησαν μια λάσπη από ένα μείγμα πολυβινυλικής αλκοόλης (PVA) και βόρακα. Αναμειγνύονται στο ρευστό μικροσκοπικά μαγνητικά σωματίδια που επέτρεψαν στους ερευνητές να χειριστούν το ρευστό χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο.
Το μη νευτώνειο υγρό είχε αυτοθεραπευτικές ιδιότητες που επέτρεπαν στο ρομπότ να συνδεθεί με άλλα ξεχωριστά μέρη και να συνδυαστεί σε ένα σύνολο.
Εφαρμογές και Περιορισμοί
Η ικανότητα του ρομπότ να πλοηγείται σε στενά κανάλια έχει οδηγήσει σε κάποια πιθανά εφαρμογές στον τομέα της υγείας.
Για παράδειγμα, το ρομπότ λάσπης θα μπορούσε να καταποθεί από έναν άνθρωπο και να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή επιβλαβών αντικειμένων χωρίς τη χρήση χειρουργικής επέμβασης.
Οι ερευνητές έχουν επίσης δείξει στην εργασία τους ότι το υγρό που χρησιμοποιείται είναι επίσης αγώγιμο. Αυτό σημαίνει ότι η μαγνητική λάσπη μπορεί να λειτουργήσει ως διακόπτης κυκλώματος και πιθανώς ως μέσο επισκευής κατεστραμμένων κυκλωμάτων.
Η μαγνητική λάσπη θα μπορούσε να λειτουργήσει ως αισθητήρας κίνησης που μπορεί να προσαρμοστεί σε κάμψη και δυναμικά μηχανικά περιβάλλοντα.
Αν και υποσχόμενες, όλες αυτές οι εφαρμογές εξακολουθούν να αποτελούν προτάσεις στην καλύτερη περίπτωση και θα πρέπει να γίνει περισσότερη έρευνα για να βελτιωθεί περαιτέρω η απόδοση του ρομπότ slime.
Οι ερευνητές έχουν σημειώσει ότι η ίδια η λάσπη είναι τοξική και επί του παρόντος δεν είναι κατάλληλη για χρήση στο ανθρώπινο σώμα. Τα μαγνητικά σωματίδια που ελέγχουν τη λάσπη καθιστούν το ρομπότ λάσπης τοξικό. Οι ερευνητές χρειάστηκε να προσθέσουν ένα στρώμα επικάλυψης πυριτίου για να κάνουν τη λάσπη ασφαλή στη χρήση.
Συμπέρασμα
Ο τομέας της μαλακής ρομποτικής είναι ακόμα σχετικά νέος, αλλά ήδη δείχνει πολλά υποσχόμενα. Η πιθανή χρήση ρομπότ με μαλακό σώμα σε ιατρικές και χειρουργικές εφαρμογές θα μπορούσε να οδηγήσει σε περισσότερες ζωές που σώζονται. Η ιδέα των φορητών μαλακών ρομπότ θα μπορούσε ενδεχομένως να βοηθήσει τα άτομα με αναπηρία.
Έμεινα έκπληκτος που οι επιστήμονες της NASA άρχισαν να το κάνουν ανάπτυξη ρομπότ με μαλακό σώμα για να βοηθήσουν τους αστροναύτες να παραμείνουν ασφαλείς κατά τη διάρκεια της τροχιάς.
Ας ελπίσουμε ότι περισσότερη έρευνα θα ξεκλειδώσει το πλήρες δυναμικό της ρομποτικής με μαλακό σώμα σε έναν κόσμο όπου οι άνθρωποι έχουν ολοένα και μεγαλύτερη εμπιστοσύνη στις μηχανές.
Τι πιστεύετε για το μέλλον της μαλακής ρομποτικής;
Αφήστε μια απάντηση