Исследователи инженерии Университета штата Северная Каролина и Университета Темпл разработала мягкие роботы вдохновили медузы, которые могут выплыть из их реальной жизни коллег. Более практически, новые медузы-ботов выделите метод, который использует предварительно напряженных полимеров для создания мягких роботов более мощный.
«Наша предыдущая работа сосредоточена на создании мягких роботов, которые были вдохновлены гепарды … и пока роботы были очень быстры, они до сих пор с жесткой внутренней позвоночник», — говорит Цзе Инь, доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии в НК государства и автор статьи о новой работе. «Мы хотели сделать совершенно мягкий робот, без внутреннего позвоночника, которые используют эту концепцию переключения между двумя устойчивыми состояниями для того, чтобы сделать мягкую робота двигаться более мощно и быстро. И одно из животных мы были вдохновлены были медузы».
Исследователи создали новый мягкие роботы из двух склеенных слоев такого же эластичного полимера. Один слой полимера был предварительно напряженные или растянутые. Второй слой был не предварительно напряженные и содержит воздушный канал.
«Мы можем сделать робота ‘гибкий’ по накачке воздуха в канал слоя, и мы контролируем направление, которое Flex за счет снижения относительной толщины предварительно напряженного слоя,» Инь говорит.
Вот как это работает. В сочетании с третьей свободной от стрессов слой, называемый промежуточный слой, предварительно напряженного слоя хочет двигаться в определенном направлении. Например, вы можете иметь кусок полимерной ленты, которая была предварительно напряженные, потянув его в двух направлениях. После присоединения предварительно напряженных материал для промежуточного слоя, конечный результат будет двуслойные ленты, которая хочет кривой вниз, как хмурится лицо. Если этот бислой газа, также называемый предварительно напряженный слой, тоньше, чем слой с воздушным каналом, что кривая хмурясь будет изгибаться в улыбающийся кривой как воздух перекачивается в канал слоя. Однако, если предварительно напряженный слой толще, чем уровень канала, хмурый взгляд будет становиться все более и более выраженным, как воздух закачивается в канал слоя. В любом случае, как только воздух разрешено покинуть канал слоя, материал не вернутся в исходное, «ожидающем» состоянии.
На самом деле, этот простой пример характеризует одну из мягких роботов, созданных исследовательской группой быстрого перемещения мягких обходчика. Он напоминает личинок насекомых керлинг своего тела, потом прыгает вперед, как он быстро освобождает свою энергию.
Медузы-бот чуть сложнее, с предварительно напряженной дискообразной слой растягивается в четырех направлениях (думайте о нем, как раздерганная на восток и Запад одновременно, затем повернул обратно на север и юг одновременно). Уровень канала тоже разная, состоящий из кольца-как воздушный канал. Конечным результатом является купол, который выглядит, как медуза.
Как медуза-бот «расслабляет» купол изгибается вверх, как чашу. Когда воздух нагнетается в канал слоя, купол быстро кривые вниз, выталкивая воду и продвигая себя вперед. В экспериментальной проверке, медузы-бот в среднем скорость 53.3 миллиметров в секунду. Это не плохо, учитывая, что ни один из трех видов медуз ученые исследовали пошел быстрее, чем в среднем на 30 миллиметров в секунду.
Наконец, исследователи создали триединую захвата робота — с изюминкой. Большинство захватов висят открытыми, когда «расслабился», и требуют энергии, чтобы удержать их грузов, так как это поднимать и перемещать из точки А в точку Б. Но Инь и его коллеги использовали предварительно напряженных слоев, чтобы создать захваты которого по умолчанию позиция сжал зубами. Энергия требуется, чтобы открыть захваты, но как только они в положении, захваты возвращаются в свои «отдыхает» режиме, держа свой груз плотно.
«Преимущество здесь заключается в том, что вам не нужна энергия, чтобы держать на объект во время транспортировки-это более эффективно», — говорит Инь.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!