3D štampani aktuatori pomeraju meke robote
Istraživači sa Državnog univerziteta Severne Karoline demonstrirali su minijaturne meke hidraulične aktuatore koji se mogu koristiti za kontrolu deformacije i kretanja mekih robota debljine manje od milimetra. Istraživači su takođe pokazali da ova tehnika funkcioniše sa materijalima za pamćenje oblika, omogućavajući korisnicima da više puta zaključavaju meke robote u željeni oblik i vraćaju se u prvobitni oblik po potrebi.
„Mekana robotika obećava za mnoge aplikacije, ali je izazov dizajnirati aktuatore koji pokreću kretanje u malom obimu“, rekao je Jie Iin, dopisni autor rada o radu i vanredni profesor mašinstva i vazduhoplovstva na univerzitetu. „Naš pristup koristi komercijalno dostupne tehnologije 3D štampanja od više materijala i polimere memorije oblika za kreiranje mekih pokretača na mikroskali, što nam omogućava da kontrolišemo veoma male meke robote, omogućavajući izuzetnu kontrolu i delikatnost.
Nova tehnika se oslanja na stvaranje mekih robota koji se sastoje od dva sloja. Prvi sloj je fleksibilni polimer kreiran korišćenjem tehnologija 3D štampanja koje uključuju uzorak mikrofluidnih kanala – u suštini veoma malih cevi koje prolaze kroz materijal. Drugi sloj je fleksibilni polimer sa memorijom oblika. Sve u svemu, mekani robot je debeo samo 0,8 milimetara.
Pumpanjem tečnosti u mikrofluidne kanale, korisnici stvaraju hidraulički pritisak koji tera mekog robota da se kreće i menja oblik. Obrazac mikrofluidnih kanala kontroliše kretanje i promenu oblika mekog robota – bilo da se savija, uvija ili tako dalje. Pored toga, količina tečnosti koja se unosi i koliko brzo se ona unosi, kontroliše koliko brzo se mekani robot kreće i količinu sile koju vrši.
Ako korisnici žele da „zamrznu“ oblik mekog robota, mogu primeniti umerenu toplotu (64 °C ili 147 °F), a zatim ostaviti robota da se kratko ohladi. Ovo sprečava da se mekani robot vrati u prvobitni oblik, čak i nakon što se tečnost u mikrofluidnim kanalima ispumpava. Ako korisnici žele da vrate mekog robota u prvobitni oblik, jednostavno ponovo primenjuju toplotu nakon ispumpavanja tečnosti, a robot se opušta u prvobitnu konfiguraciju.
Da bi demonstrirali tehniku, istraživači su kreirali mekani robot “hvatač”, sposoban da pokupi male predmete. Istraživači su primenili hidraulički pritisak, uzrokujući da se hvataljka zatvori na predmet. Primenom toplote, istraživači su uspeli da fiksiraju hvatač u svom “zatvorenom” položaju, čak i nakon otpuštanja pritiska iz hidrauličnog aktuatora. Hvatalo bi se tada moglo pomeriti – transportujući predmet koji je držao – u novi položaj. Istraživači su zatim ponovo primenili toplotu, uzrokujući da hvataljka oslobodi predmet koji je pokupio.
Izvor: techbriefs.com
