تحول در صنعت ربات سازی نرم با یک هیدروژل جدید
تعمیر تلفن: فرآیندی به نام «ژل دیفیوزیوفورزیس» می تواند عملکرد هیدروژل را تقویت کند و بطور بالقوه جایگزین لاستیک در ربات های انعطاف پذیر برای اجرای مهارت های انسانی شود.
به گزارش تعمیر تلفن به نقل از ایسنا، پژوهشگران موسسه فناوری ویرجینیا یک پدیده میکروسکوپی را کشف کرده اند که می تواند عملکرد دستگاه های نرم مانند ربات های انعطاف پذیر و چابک یا کپسول های کوچکی را که برای ارسال دارو استفاده می شوند، بطور قابل توجهی افزایش دهد.
به نقل از آی ای، این مکانیسم فیزیکی جدید که «ژل دیفیوزیوفورزیس»(gel diffusiophoresis) نام دارد، می تواند انبساط و انقباض هیدروژل ها را تسریع کند.
بگفته مهندسان ویرجینیا تک، این کشف امکان جایگزینی هیدروژل ها با مواد مبتنی بر لاستیک برای ایجاد ربات های انعطاف پذیر فراهم می آورد. این کشف به این مواد مهندسی شده اجازه می دهد تا با سرعت و مهارتی قابل مقایسه با دست انسان حرکت کنند.
ربات های نرم هم اکنون در محیط های تولیدی استفاده می شوند، جایی که دستگاه های دست مانند اقلام کوچک تری را از تسمه های نقاله می گیرند و در ظروف قرار می دهند.
هم اکنون، این ربات ها برای تغییر شکل «دست» برای برداشتن اقلام به هیدرولیک یا پنوماتیک متکی هستند. این تیم هیدروژل ها را به عنوان یک جایگزین بالقوه کشف کردند. هیدروژل ها بیش از آب ساخته می شوند و در محصولاتی مانند ژله غذایی و ژل اصلاح یافت می شوند.
موجودات زنده از اُسمُز برای اهداف مختلفی مانند پراکندگی بذر در گیاهان یا جذب آب در روده استفاده می نمایند. اسمز بطور معمول شامل جریان آب بوسیله یک غشای نیمه تراوا است که مولکول های بزرگتر مانند پلیمرها از آن رد نمی شوند.
با این وجود، آزمایش ها با لایه های هیدروژل تولید شده از اسید پلی اکریلیک نشان داد که این لایه ها، می توانند به سرعت در اثر اُسمز متورم شوند و زمانی که یون ها در داخل آنها آزاد می شوند، منقبض شوند. مهندسان کشف کردند که برهمکنش های بین یون ها و اسید پلی اکریلیک موجب می شود که هیدروژل زمانی که یون ها بطور نابرابر در داخل توزیع می شوند، متورم شود. این مکانیسم هیدروژل ها را قادر می سازد بسیار سریع تر از آن چه قبلا ممکن بود متورم شوند.
پژوهشگران روشی را برای هیدروژل ها کشف کرده اند که بسیار سریع تر متورم و منقبض می شوند و انعطاف پذیری و توانایی آنها را برای عملکرد در محیط های مختلف می افزایند.
افزایش چابکی ربات های نرم
لاستیک برای ایجاد ربات های نرم و چابک استفاده می شود. با این وجود، در صورتیکه لاستیک کار خودرا انجام می دهد، شکل آنرا می توان بصورت پنوماتیک یا هیدرولیکی تغییر داد. این امر به علت پیچیدگی تعبیه شبکه ای از لوله ها برای رساندن مایعات یا هوا به این ربات ها، چالش هایی را بوجود می آورد.
ربات های نرم فعلی که به لاستیک و هیدرولیک متکی هستند، فاقد تطبیق پذیری بافت های بیولوژیکی مانند هیدروژل هستند و فقط می توانند محدوده کمی از حرکات را انجام دهند. این روش نوآورانه به هیدروژل های موجود در ربات های نرم بزرگ تر اجازه می دهد تا شکل خودرا تغییر دهند و بطور قابل توجهی سریع تر به شکل اولیه خود بازگردند.
بگفته پژوهشگران، تنها ربات های هیدروژل میکروسکوپی می توانند به اندازه کافی سریع به سیگنال های شیمیایی واکنش نشان دهند تا عملی شوند در صورتیکه ربات های بزرگ تر ساعت ها طول می کشد تا شکل خودرا تغییر دهند. با این وجود، با مطالعات بیشتر، استفاده از روش جدید انتشار ژل بطور بالقوه می تواند ربات های نرم تا اندازه یک سانتی متر را قادر سازد تا در عرض چند ثانیه تغییر شکل دهند.
منبع: fixtel.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب