چتر دریایی الهام گرفته از نرم روبات می تواند outswim طبیعی خود را به همتایان

مهندسی محققان در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و دانشگاه باید توسعه نرم روبات با الهام از چتر دریایی است که می تواند outswim همتایان زندگی واقعی خود را. بیشتر عملا های جدید چتر دریایی-رباتها برجسته یک تکنیک است که با استفاده از پیش تنیده پلیمرها به نرم روبات قدرتمند تر است.

"کار قبلی ما متمرکز بر روی ساخت نرم روبات که با الهام از یوزپلنگ - و در حالی که ربات های بسیار سریع آنها هنوز در حال سفت درونی ستون فقرات می گوید:" Jie یین استادیار مهندسی مکانیک و مهندسی هوا فضا در NC امور خارجه و نویسنده مسئول مقاله در این کار جدید. "ما می خواستیم برای ایجاد یک به طور کامل نرم ربات بدون درونی ستون فقرات است که هنوز هم مورد استفاده است که مفهوم سوئیچینگ بین دو پایدار متحده به منظور ایجاد نرم ربات حرکت می کند با قدرت بیشتر و با سرعت بیشتری. و یکی از حیوانات ما الهام گرفته بود و چتر دریایی."

محققان ایجاد جدید خود را نرم روبات از دو پیوند لایه ها از همان پلیمر الاستیک. یک لایه از پلیمر بود پیش تنیده یا کشیده. لایه دوم بود و نه از پیش تاکید کرد و شامل یک کانال هوا.

"ما می توانیم ربات انعطاف پذیری' با پمپاژ هوا به داخل کانال لایه و ما کنترل جهت است که انعطاف پذیری با کنترل ضخامت نسبی پیش تنیده لایه" یین می گوید.

در اینجا چگونه کار می کند. هنگامی که در ترکیب با یک سوم استرس لایه ای به نام لایه میانی از قبل تاکید لایه می خواهد به حرکت در یک جهت خاص. برای مثال شما ممکن است یک قطعه پلیمری نوار شده است که در پیش تنیده با کشیدن آن را در دو جهت. بعد از اتصال پیش تنیده مواد به لایه میانی نتیجه نهایی خواهد بود bilayer نوار است که می خواهد به منحنی پایین مانند یک اخم چهره. اگر این bilayer نوار نیز به نام پیش تنیده لایه نازک از لایه با کانال هوا که اخم منحنی خم خواهد شد به یک لبخند منحنی به عنوان هوا به پمپ کانال لایه. اگر پیش تنیده لایه ضخیم تر از کانال لایه اخم تبدیل خواهد شد بیشتر و برجسته تر به عنوان هوا به پمپ کانال لایه. در هر صورت هنگامی که هوا اجازه خروج از کانال لایه مواد جرقه بزند به آن اصلی "استراحت" دولت است.

در واقع این مثال ساده توصیف یکی از نرم روبات ایجاد شده توسط تیم تحقیقاتی سریع-حرکت نرم و خزنده. آن را شبیه یک لارو حشرات پیچش یا حلقه زنی بدن خود را پس از پریدن به جلو به عنوان آن را به سرعت منتشر شده در آن ذخیره انرژی است.

چتر دریایی-ربات است که کمی پیچیده تر است با این پیش تنیده دیسک مانند لایه کشیده در چهار جهت (فکر می کنم از آن به عنوان کشیده شرق و غرب به طور همزمان و سپس کشیده شدن شمال و جنوب به طور همزمان). کانال لایه نیز متفاوت است متشکل از یک حلقه مانند کانال هوا. نتیجه نهایی این است که یک گنبد است که به نظر می رسد مانند یک چتر دریایی.

به عنوان چتر دریایی-bot "شل" گنبد منحنی تا مانند یک کاسه کم عمق. هنگامی که هوا به پمپ کانال لایه گنبد به سرعت منحنی پایین هل دادن آب و آتش خود را به جلو. در تجربی, تست چتر دریایی-ربات تا به حال میانگین سرعت 53.3 میلی متر در هر ثانیه. که بد نیست با توجه به این که هیچ یک از سه چتر دریایی گونه محققان رفت و سریع تر از به طور متوسط از 30 میلی متر در هر ثانیه.

در نهایت محققان ایجاد سه جانبه آوردن ربات - با یک پیچ و تاب. اکثر تسمه آویزان باز زمانی که "آرام" و نیاز به انرژی برای حفظ محموله خود را به عنوان آن را برداشته و حرکت از نقطه A به نقطه B. اما یین و همکاران خود را با استفاده از پیش تاکید لایه برای ایجاد تسمه که به طور پیش فرض موقعیت گره بسته است. انرژی مورد نیاز است برای باز کردن تسمه اما هنگامی که آنها در موقعیت تسمه بازگشت به "استراحت" حالت - برگزاری محموله خود را ،

"مزیت این است که شما نمی نیاز به انرژی برای حفظ جسم در طول حمل و نقل - آن را کارآمد تر" یین می گوید.

###

تصویری از جدید نرم روبات دیده می شود در https://youtu.بود/isN1M_gnpWI.

مقاله "اعمال نفوذ Monostable و Bistable قبل از منحنی Bilayer محرک برای عملکرد بالا و چند کاره نرم روبات" منتشر شده است در مواد پیشرفته فن آوری. نویسنده اول این مقاله Yinding چی یک دانشجوی دکتری در, NC State. کاغذ همكاري با Yichao تانگ سابق دانشجوی دکتری در یین آزمایشگاه; و Haijun لیو از دانشگاه. این کار انجام شد با حمایت بنیاد ملی علوم تحت کمک های مالی 2010717 و 2005374.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.