Tartalomjegyzék[Elrejt][Előadás]
Mi jut eszedbe, ha meghallod a „robotika” szót? A legtöbben egy fémből készült gépet képzelnek el, amely elektromossággal működik. Noha sok előrelépés történik a sci-fiben szokásos robottípusok elérése érdekében, a robotikának van egy másik ága, amely meglepheti Önt.
Az elmúlt néhány évben megnőtt az érdeklődés a puhatestű robotika iránt. Az ilyen típusú robotokat többféleképpen lehet megvalósítani. A közös téma azonban az elasztikus anyagok felhasználása olyan robotok létrehozására, amelyek biztonságosak és különféle körülmények között alkalmazkodnak.
A hagyományos merev testű robotok, például a félautomata gyárban található robotok gyakran nem megfelelőek bizonyos környezetekben. Az ilyen típusú robotok általában precíz mozgásokra és algoritmusokra támaszkodnak az ütközések elkerülése érdekében. A felhasznált anyag veszélyessé is teheti, ha emberek közelében használják.
Világszerte számos kutatólabor próbálja megalkotni az ideális lágytestű robotot.
Ebben a blogban egy pillantást vetünk a Hongkongi Kínai Egyetem legújabb fejlesztésére – az úgynevezett mágneses nyálka robotra. Megvizsgáljuk az új technológia gyakorlati alkalmazásait és jelenlegi korlátait is.
Mi az a Soft Robotics?
A puha robotika a robotika egy részterülete, amelynek célja a megfelelő anyagokból álló robotok tervezése és fejlesztése.
Mit értünk megfelelés alatt? A „megfelelő” kifejezés a gépészetben olyan mechanizmusra utal, amely rugalmas alakváltozással valósítja meg a mozgást. Ez ellentétben áll a tipikus merev testekkel, amelyeket a jelenlegi robotokban láthat.
Míg sok merev testű robot stratégiailag puha alkatrészeket használ, a lágy robotikával kapcsolatos kutatások általában egy teljesen puha gépet céloznak meg.
Kíváncsi lehet, hogyan mozogna egy puha robot. A kutatóknak új módszereket kellett kidolgozniuk a puha robotok irányítására a sok merev robotnál megszokott fémváz nélkül.
Egyes kutatók elektrosztatikus erőt alkalmaznak az anyagok alakjának megváltoztatására. Más puha robotok speciális polimereket használnak, amelyek megváltoztathatják alakjukat, amikor hőt juttatnak az anyagba. Ezek az anyagok sok hőmérséklet-változás után is emlékeznek eredeti formájukra.
Mágneses működtetés használata
A kutatók olyan puha robotok létrehozását is vizsgálták, amelyek mágneses működtetésűek. A Hongkongi Kínai Egyetem kutatói úttörő szerepet töltenek be a a puha testű robotok új formája amelyek mágnesekkel irányítanak egy nem newtoni folyadékalapú „nyálkás” robotot.
A kutatók más típusú anyagot próbáltak használni, mint a mágneses lágytestű robotokon végzett korábbi kutatások.
A korábbi kutatások szilikont vagy ferrofluidot használtak korlátaikkal. Az elasztomer alapú vagy szilikon puha robotok deformálhatósága korlátozott volt, míg a ferrofluidot sok felhasználási esethez túl instabilnak ítélték.
A hongkongi kutatók polivinil-alkohol (PVA) és bórax keverékéből készítettek iszapot. A folyadékba apró mágneses részecskék keverednek, amelyek lehetővé tették a kutatók számára, hogy mágneses mező segítségével manipulálják a folyadékot.
A nem newtoni folyadéknak öngyógyító tulajdonságai voltak, amelyek lehetővé tették a robot számára, hogy más különálló részekkel kapcsolódjon, és egy egésszé egyesüljön.
Alkalmazások és korlátozások
A robot azon képessége, hogy keskeny csatornákon navigáljon, bizonyos lehetőségekhez vezetett alkalmazások az egészségügy területén.
Például a nyálka robotot lenyelheti az ember, és sebészeti beavatkozás nélkül használhatja káros tárgyak kinyerésére.
A kutatók azt is kimutatták írásukban, hogy a felhasznált folyadék is vezetőképes. Ez azt jelenti, hogy a mágneses iszap áramköri kapcsolóként, és esetleg a sérült áramkörök javításának eszközeként működhet.
A mágneses iszap mozgásérzékelőként működhet, amely képes alkalmazkodni a hajlítási és dinamikus mechanikai környezetekhez.
Bár ígéretes, ezek az alkalmazások még mindig csak javaslatok, és további kutatásokat kell végezni a nyálka robot teljesítményének további javítása érdekében.
A kutatók megjegyezték, hogy maga a nyálka mérgező, és jelenleg nem alkalmas az emberi szervezetben való felhasználásra. A nyálkahártyát irányító mágneses részecskék mérgezővé teszik a nyálka robotot. A kutatóknak egy réteg szilícium-dioxid bevonatot kellett hozzáadniuk, hogy az iszap biztonságosan használható legyen.
Következtetés
A soft robotika területe még viszonylag új, de már most is sokat ígér. A puha testű robotok lehetséges alkalmazása orvosi és sebészeti alkalmazásokban több életet menthet meg. A hordható puha robotok ötlete potenciálisan segíthet a fogyatékkal élőknek.
Még azon is csodálkoztam, hogy a NASA tudósai elkezdték Fejleszt puha testű robotok, amelyek segítenek az űrhajósoknak biztonságban maradni keringési pályán.
Remélhetőleg a további kutatások felszabadítják a puha testű robotikában rejlő lehetőségeket egy olyan világban, ahol az emberek egyre jobban bíznak a gépekben.
Mit gondol a soft robotika jövőjéről?
Hagy egy Válaszol