Оригами роботы являются государство-оф-арт мягкие и гибкие роботы, которые были протестированы для использования в различных приложениях, включая поставки наркотиков в человеческих телах, поиск и спасение людей в условиях стихийных бедствий и человекоподобных роботизированных рук.
Потому что эти роботы должны быть гибкими, они часто делаются из мягких материалов, таких как бумага, пластмассы и резины. Чтобы быть функциональным, датчики и электрические компоненты часто добавляются на вершине, но это добавляет объема на устройств.
Теперь, команда исследователей НУК разработала новый метод создания новых металлических материалов для их использования в этих мягких роботов.
Комбинируя металлы, такие как платина с горелой бумагой (Ясень), новый материал обладает расширенными возможностями при сохранении складываемости и легкий особенности традиционных бумажных и пластиковых. По сути, новый материал в два раза легче бумаги, что также делает его более энергоэффективным.
Эти характеристики делают данный материал является хорошим кандидатом для создания гибких и легких протезов, которые могут быть как очень как 60 процентов легче, чем их обычные аналоги. Такие протезы могут обеспечить напряжение в режиме реального времени зондирования, чтобы дать обратную связь о том, как сильно их изгибать, предоставляя пользователям более точный контроль и мгновенную информацию-все без необходимости использования внешних датчиков, которые в противном случае добавить излишний вес на протез.
Этот свет-вес металлической основой как минимум в три раза легче, чем обычные материалы, используемые для изготовления оригами роботы. Он также является более энергоэффективным, позволяя оригами роботы работать быстрее, используя на 30% меньше энергии. Кроме того, новый материал огнеупорен, что делает его пригодным для изготовления роботов, которые работают в агрессивных средах, так как он может выдержать жжение около 800°C в течение 5 минут.
Как дополнительное преимущество, Роман проводящий материал имеет геотермального отопления возможностей по требованию … посылать напряжения через материал вызывает ее нагрев, который помогает предотвратить повреждение глазури, когда робот работает в холодной среде. Эти свойства могут быть использованы при создании света, гибкой поисково-спасательных роботов, которые могут ввести взрывоопасных зонах, обеспечивая обратную связь в реальном времени и коммуникации.
Металлическая основа материала производится через новый процесс, разработанный командой под названием ‘оксида графена с поддержкой шаблонов синтеза. Бумаги, целлюлозы сначала замачивают в раствор оксида графена, перед погружением его в раствор из металлических ионов, таких как платина. Материал затем сожгли в среде инертного газа, аргона, при температуре 800°С, а затем при 500°C на воздухе.
Конечный продукт представляет собой тонкий слой металла — 90 микрометров (?м), или 0,09 мм — состоим на 70 процентов платины и 30% аморфного углерода (золы), что является достаточно гибкой, чтобы согнуть, сложить и растянуть. Это значительные прорывные исследования был опубликован в научном журнале Science робототехники на 28 августа 2019 года. Другие металлы, такие как золото и серебро могут также быть использованы.
Руководитель группы доцент Чэнь по-иена используется шаблон целлюлозы вырезать в форме Феникса для его исследования. «Мы вдохновлены мифическое существо. Точно как феникс, оно может быть сожжено до пепла и возродиться, чтобы стать более мощным, чем прежде», — сказал ассистент проф. Чэнь, факультет СГУ химической и биомолекулярной инженерии.
Проводящие магистрали для умных оригами роботы
Материал команды могут функционировать как механически стабильной, мягкой и проводные магистрали, оснащает роботов с датчиков напряжения и связи без выносной электроники. Будучи токопроводящий материал выступает в качестве своей собственной антенны, что позволяет взаимодействовать с удаленным оператором или другими роботами без необходимости подключения внешних модулей связи. Это расширяет сферу оригами роботы, такие, как работающие в условиях повышенной опасности (например, химических разливов и пожаров), а дистанционное управление неуправляемые роботы или функционирующие как искусственные мышцы или человекоподобных роботов-манипуляторов.
«Мы экспериментировали с различными электропроводящие материалы, чтобы, наконец, создать уникальное сочетание, которое обеспечивает оптимальную нагрузку потенциалом в области дистанционного зондирования и беспроводной связи. Поэтому наше изобретение расширяет библиотеку нетрадиционных материалов для изготовления современных роботов,» сказал г-н Ян Хайтао, докторант кафедры химической и биомолекулярной инженерии и первый автор исследования.
На следующем этапе своих исследований, ассистент проф. Чэнь и его команда смотрит на добавление дополнительных функций к металлической основой. Одним из перспективных направлений является включение электрохимически активных материалов для изготовления устройств хранения энергии, таких, что сам материал имеет свою собственную батарею, что позволяет для создания самоходных роботов. Команда также экспериментирует с другими металлами, такими как медь, которая позволит снизить затраты на производство материала.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!