ro.llcitycouncil.org
Robotica

Robotica moale și materialele care ar putea revoluționa câmpul

Robotica moale și materialele care ar putea revoluționa câmpul



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.


Dacă cineva spune robotică, mintea ta probabil evocă fie o imagine a lui Arnold Schwarzenegger Terminatorul sau o bucată ascuțită de metal și plastic care se scurge pe podea. Totuși, nu frica de Skynet ne împiedică să avansăm. Sunt materialele disponibile în prezent pentru dezvoltarea roboticii. Cu toate acestea, inovațiile recente în construcția materialelor ar putea schimba modul în care privim robotica pentru totdeauna. Să aruncăm o privire asupra roboticii sale sub-câmp.

Ce este „Soft Robotics”?

Robot cu corp de pește moale [Sursa imaginii: Wikimedia Commons]

Robotica moale este un termen care crește în popularitate. Se referă la modul în care acești roboți nu vor avea marginile ascuțite și mânerele dure care însoțesc robotica tradițională. Robotica moale are margini mai moi și o atingere mai delicată. Acest lucru le permite să finalizeze lucrurile pe care roboții clasici nu le pot realiza.

În mod tradițional, pentru a ridica ceva cu un braț robotizat, trebuia să cunoașteți specificațiile de dimensiune ale articolului și să le programați în computer. Încercarea de a ridica ceva fragil, precum un ou, duce de obicei la o omletă.

Robotica moale utilizează materiale mai moi și mai flexibile în construcția sa. În majoritatea cazurilor, pot ridica obiecte de diferite mărimi și forme fără a programa fiecare element specific.

Ce fel de materiale se aplică roboticii moi?

Metal lichid tipărit pentru flexibilitate

Când vă gândiți la o imprimantă cu jet de cerneală, probabil vă gândiți la imprimanta de birou care stă pe birou. V-ați imaginat vreodată o imprimantă cu jet de cerneală care imprimă metal? Metalul lichid tipărit utilizează tehnologia cu jet de cerneală pentru a imprima electronica flexibilă utilizată la roboții moi.

Metalul lichid normal ar fi prea gros pentru a trece printr-un cap cu jet de cerneală. Pentru a face imprimabil, nanoparticulele metalice sunt amestecate cu un solvent precum etanolul. Permite metalului să treacă prin capul de imprimare în modelul dorit. Odată imprimat, etanolul se evaporă și lasă metalul lichid în urmă.

Odată ce metalul imprimat este presat pentru a face particulele să se unească, metalul este din nou capabil să conducă date sau electricitate. Aplicațiile potențiale ale materialului sunt în prezent studiate, precum și modul în care reacționează metalul lichid la diferite suprafețe. Utilizările actuale în domeniul electronicii includ electrozi, interconectări și antene. Flexibilitatea metalului lichid se pretează bine roboticii moi.

Cauciuc siliconic lichid pentru corpuri moi

Cauciucul siliconic lichid este, fără îndoială, unul dintre cele mai versatile instrumente utilizate pentru robotica moale. Poate fi modelat în aproape orice formă. LSR este un material durabil și flexibil, rezistent la mucegai și bacterii. De asemenea, poate avea hardware și circuite încorporate direct în el.

O micrografie SEM a vederii laterale a unei suprafețe din cauciuc siliconic [Sursa imaginii:Wikimedia Commons]

O varietate de aplicații utilizează de obicei trei tipuri diferite de LSR:

- LSR de calitate alimentară - Sigur pentru utilizare cu alimente, adesea folosit pentru a modela totul, de la prăjituri la gelatină.

- LSR de calitate medicală - Util pentru unelte și implanturi din cauciuc. LSR de calitate medicală poate fi autoclavizat pentru sterilizare și oferă o versatilitate uimitoare într-o varietate de aplicații la o varietate uimitoare de temperaturi. De asemenea, este stabil din punct de vedere chimic. Produsele chimice sau agenții de curățare cu care ar putea intra în contact nu îl vor afecta.

- LSR conductiv - Proiectat pentru a conduce semnalele electrice direct prin material. Ideal pentru utilizare în circuite flexibile și robotică moale.

Deși LSR nu poate fi imprimat în prezent în 3D, acesta poate fi modelat în matrițe 3D, făcând posibilele aplicații aproape fără sfârșit. Cea mai recentă utilizare a roboticii moi a fost în Octobot, pe care oamenii de știință de la Harvard l-au construit în 2016. Acest circuit fluid din corpul său din cauciuc moale a reprezentat un nou salt în tehnologia robotică moale.

Sticlă metalică pentru unelte durabile

Un alt schimbător de jocuri în domeniul roboticii este sticla metalică. În timp ce „sticla metalică” ar putea suna ca un oximoron, este de fapt cel mai bun material nou pentru unelte cu mișcare lină pentru mișcare robotică.

În mod normal, când topiți metalul, atomii se mișcă aleatoriu și, când sunt răcite, se solidifică într-un aranjament aleatoriu. Sticla metalică nu este un amestec de metal și sticlă - dimpotrivă, este un metal care este încălzit și răcit rapid la temperatura perfectă pentru a-l prinde într-o stare cristalină. Starea cristalină transformă efectiv metalul în sticlă.

Probă de sticlă metalică în vrac [Sursa imaginii: Wikimedia Commons]

Aceste unelte sunt perfecte pentru medii brutale reci, cum ar fi Marte. Angrenajele pot funcționa fără nici un fel de lubrifiere chiar și la cele mai reci temperaturi. Curiosity, roverul aflat în prezent pe Marte, trebuie să încălzească lubrifiantul pentru transmisie de fiecare dată când trebuie să schimbe poziția. Cu aceste noi roți dințate din sticlă metalică, un rover ar putea funcționa pe luna Europa a lui Jupiter, care nu se încălzește niciodată mai mult de -260 grade F (-160 C) fără a fi nevoie de lubrifiant pentru transmisie.

Pe măsură ce ne răspândim mai departe în sistemul solar, vom avea nevoie de materiale precum sticla metalică pentru a putea construi echipamente care să poată supraviețui mediilor înghețate. Din păcate, acest material funcționează cel mai bine la temperaturi scăzute și s-ar putea să nu funcționeze bine în condiții de căldură precum cele cu care ne-am confrunta pe Mercur sau Venus.

Aplicații pentru Soft Robotics

Robotica moale are atât de multe aplicații la care nici măcar nu ne-am gândit încă, de la medicină la călătoriile spațiale și tot ce există între ele. Roboții moi din LSR de calitate medicală pot fi folosiți pentru a minimiza daunele chirurgicale în timpul intervențiilor chirurgicale robotice minim invazive. Roboții chirurgicali tradiționali au margini foarte dure și nu se mișcă la fel de ușor ca roboții moi.

Pe Marte sau dincolo, roboții moi ar putea fi mâinile care construiesc habitatele de care vom avea nevoie pentru a susține viața umană dincolo de planeta noastră natală. Cercetătorii lucrează deja la un robot moale conceput pentru a înota prin oceanele înghețate ale Europei.

Roboții soft nu vor semăna cu nimic asociat cu robotica. Vor merge pe suprafața planetelor extraterestre. Vor face descoperiri în locuri în care niciun om nu ar putea spera vreodată să supraviețuiască. Ei au potențialul de a schimba medicina robotică și de a îmbunătăți eficacitatea intervențiilor chirurgicale asistate de robot. Roboții moi se pot strânge în cele mai mici crăpături pentru a găsi supraviețuitori prinși sub dărâmături, să se cufunde prin pământul liber pentru a găsi minele terestre pentru a menține soldații sau civilii în siguranță sau să înoate până în adâncurile oceanului pentru a găsi ceea ce mai avem de descoperit.

Dacă doriți ca propriul droid de protocol să se plimbe în spatele dvs., s-ar putea să fiți dezamăgit. Odată cu tendința către robotica moale, droidul dvs. de protocol ar putea fi un mic calmar care stă pe umăr sau un câine robot care vă urmează după călcâi.

Cu materialele moi, modelabile, care pot funcționa atât în ​​medii dure cât și prietenoase, posibilitățile și aplicațiile sunt limitate doar de imaginația noastră.

[Sursa de imagine recomandată: Lori Sanders / Universitatea Harvard]

VEZI ȘI: Acest nou robot moale ar putea salva viețile persoanelor cu afecțiuni cardiace


Priveste filmarea: Aerogelul - cel mai termoizolator material inventat de om Partea III