hu.llcitycouncil.org
Robotika

A puha robotika és az anyagok, amelyek forradalmasíthatják a terepet

A puha robotika és az anyagok, amelyek forradalmasíthatják a terepet



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Ha valaki robotikát mond, az elméd valószínűleg Arnold Schwarzenegger képét varázsolja A Terminátor vagy egy éles megjelenésű fém- és műanyagdarabot gördít a padlóra. Azonban nem a Skynet félelme tart vissza minket a továbbjutástól. A robotika fejlesztéséhez jelenleg rendelkezésre álló anyagok. Az anyagépítés legújabb újításai azonban örökre megváltoztathatják a robotika szemléletét. Vessünk egy pillantást az alterepi puha robotikára.

Mi az a „puha robotika”?

Lágy testű halszerű robot [Kép forrása: Wikimedia Commons]

A puha robotika egyre népszerűbb kifejezés. Arra hivatkozik, hogy ezeknek a robotoknak nem lesznek-e éles élei, és milyen kemény markolatuk van a hagyományos robotikához. A puha robotika puhább élekkel és finomabb tapintással rendelkezik. Ez lehetővé teszi számukra a klasszikus robotok által nem teljesíthető munkák befejezését.

Hagyományosan ahhoz, hogy robotkarral vegyen fel valamit, ismernie kell az elem méretét és be kell programoznia a számítógépbe. Ha megpróbál valami törékeny dolgot felvenni, például egy tojást, általában omlettet eredményez.

A puha robotika lágyabb, rugalmasabb anyagokat használ fel konstrukciójában. A legtöbb esetben különféle méretű és alakú objektumokat tudnak felvenni anélkül, hogy minden egyes elemet beprogramoznának.

Milyen anyagok vonatkoznak a puha robotikára?

Nyomtatott folyékony fém a rugalmasság érdekében

Ha tintasugaras nyomtatóra gondol, valószínűleg az irodai nyomtatóra gondol, amely az asztalán ül. Elképzelte már tintasugaras nyomtatót, amely fémet nyomtat? A nyomtatott folyékony fém tintasugaras technológiával nyomtatja a lágy robotokban használt rugalmas elektronikát.

A normál folyékony fém túl vastag lenne ahhoz, hogy áthaladjon a tintasugaras fejen. Nyomtathatóvá tétele érdekében a fém nanorészecskéket összekeverjük egy oldószerrel, például etanollal. Lehetővé teszi, hogy a fém áthaladjon a nyomtatófejen a kívánt mintára. A kinyomtatás után az etanol elpárolog, és a folyékony fémet maga mögött hagyja.

Miután a nyomtatott fémet megnyomtuk a részecskék egyesüléséhez, a fém ismét képes adatokat vagy villamos energiát vezetni. Az anyag potenciális alkalmazását jelenleg vizsgálják, valamint azt, hogy a folyékony fém hogyan reagál a különféle felületekre. Az elektronika területén jelenleg használatosak az elektródák, az összekötő elemek és az antennák. A folyékony fém rugalmassága jól illeszkedik a puha robotikához.

Folyékony szilikon gumi puha testekhez

A folyékony szilikonkaucska vitathatatlanul az egyik legsokoldalúbb eszköz a lágy robotika területén. Bármilyen formára formálható. Az LSR tartós és rugalmas anyag, ellenáll a penésznek és a baktériumoknak. Hardvert és áramköröket is beágyazhat közvetlenül.

A szilikon kaucsuk felületének oldalnézetéből készült SEM mikrográfia [Kép forrása:Wikimedia Commons]

Számos alkalmazás általában három különböző típusú LSR-t használ:

- Élelmiszeripari LSR - Élelmiszerekkel együtt használható, gyakran használják a süteményektől a zselatin csemegékig.

- Orvosi minőségű LSR - Hasznos gumiszerszámokhoz és implantátumokhoz. Az orvosi minősítésű LSR sterilizálásra autoklávban kezelhető, és elképesztő sokoldalúságot nyújt sokféle alkalmazásban, lenyűgöző hőmérsékleten. Kémiailag is stabil. Azok a vegyszerek vagy tisztítószerek, amelyekkel érintkezhet, nem befolyásolják.

- Vezető LSR - Úgy tervezték, hogy elektromos jeleket közvetlenül az anyagon keresztül vezessen. Ideális rugalmas áramkörökben és puha robotikában való használatra.

Bár az LSR jelenleg nem képes 3D-s nyomtatásra, 3D nyomtatott formákba formálható, így a lehetséges alkalmazások szinte végtelenek. Legutóbb a puha robotikát az Octobot-ban használták, amelyet a Harvard tudósai 2016-ban építettek. Ez a lágy gumitest belsejében lévő folyadékáramkör új lendületet jelentett a lágy robot technológiában.

Fémes üveg tartós fogaskerekekhez

A robotika területén egy másik játékváltó a fémüveg. Bár a „fémes üveg” oximoronnak tűnhet, valójában ez a legjobb új anyag a sima mozgású hajtóművekhez a robotmozgáshoz.

Normális esetben, amikor megolvasztja a fémet, az atomok véletlenszerűen mozognak, és lehűlve véletlenszerű elrendezésben megszilárdulnak. A fémüveg nem a fém és az üveg keveréke - éppen ellenkezőleg, ez a fém, amelyet gyorsan felmelegítenek és tökéletes hőmérsékletre hűtenek, hogy kristályos állapotban csapdába ejtsék. A kristályos állapot a fémet üveggé változtatja.

Ömlesztett fémes üvegminta [Kép forrása: Wikimedia Commons]

Ezek a hajtóművek tökéletesek brutálisan hideg környezetben, például a Marsban. A fogaskerekek mindenféle kenés nélkül működhetnek a leghidegebb hőmérsékleten is. A Curiositynak, a jelenleg a Marson közlekedő rovernek minden alkalommal fel kell melegítenie a sebességváltó kenőanyagot, amikor helyzetváltásra van szüksége. Ezekkel az új fémes üveg fogaskerekekkel egy rover működhet a Jupiter európai holdján, amely soha nem melegszik -260 ° F-nál (-160 ° C) anélkül, hogy szükség lenne hajtómű kenőanyagra.

Ahogy továbbterjedünk a Naprendszerbe, olyan anyagokra lesz szükségünk, mint a fémes üveg, hogy képesek legyünk olyan berendezéseket gyártani, amelyek képesek túlélni a rideg környezetet. Sajnos ez az anyag hideg hőmérsékleten működik a legjobban, és előfordulhat, hogy nem működik jól olyan forró körülmények között, mint amilyenekkel a Merkúron vagy a Vénuszon szembesülnénk.

Alkalmazások a lágy robotikához

A puha robotikának annyi alkalmazása van, amire még nem is gondoltunk, az orvostudománytól kezdve az űrutazásig és minden, ami közte van. Orvosi minőségű LSR-ből készült puha robotokat lehet használni a műtéti károsodások minimalizálására a minimálisan invazív robotműtétek során. A hagyományos sebészeti robotok nagyon kemény élekkel rendelkeznek, és nem mozognak olyan simán, mint a puha robotok.

A Marson vagy azon túl puha robotok lehetnek azok a kezek, amelyek megépítik azokat az élőhelyeket, amelyekre szükségünk lesz az emberi élet támogatásához a bolygónkon túl. A kutatók már dolgoznak egy puha roboton, amelyet az Europa jeges óceánok átúszására terveztek.

A puha robotok nem fognak hasonlítani semmihez, amit a robotikával társítunk. Végigsétálnak az idegen bolygók felszínén. Olyan helyeken fognak felfedezni, amelyekben soha egyetlen ember sem remélheti a túlélését. Lehetőségük van robot robot megváltoztatására és a robot által segített műtétek hatékonyságának javítására. A lágy robotok a legkisebb repedésekbe szorulhatnak, hogy megtalálja a törmelékbe szorult túlélőket, beássák a laza talajt, hogy aknákat találjanak katonák vagy civilek biztonsága érdekében, vagy az óceán mélyére ússzanak, hogy megtalálják azt, amit még felfedeznünk kell.

Ha azt szeretné, hogy a saját protokolldroidja járjon körülötted, csalódhat. A puha robotika felé mutatva a protokolldroid egy kis tintahal lehet, amely a vállán ül, vagy egy robotkutya, amely a sarkánál követ.

A puha, formázható anyagok zord és barátságos környezetben egyaránt működhetnek, a lehetőségeket és az alkalmazásokat csak a képzeletünk korlátozza.

[Kiemelt képforrás: Lori Sanders / Harvard Egyetem]

LÁSD MÉG: Ez az új lágy robot megmentheti a szívbetegek életét


Nézd meg a videót: HUMANOID ROBOTOK