نسل بعدی نرم روبات با الهام از اسباب بازی کودکان

کمانش از دست دادن ناگهانی ثبات ساختاری معمولا مسائل مهندسی کابوس. مکانیکی کمانش به معنی شکست فاجعه بار برای هر سیستم سازه ای از راکت به soufflés. آن چه باعث نشت نفت آبهای عمیق افق در سال 2010 در میان متعدد دیگر بلایای طبیعی.

اما به عنوان کسی که تا به حال بازی با یک اسباب بازی پوپر می داند کمانش نیز انتشار مقدار زیادی از انرژی است. هنگامی که ساختار پوپر سگک انرژی منتشر شده توسط بی ثباتی می فرستد اسباب بازی پرواز را از طریق هوا. در حال حاضر محققان از دانشگاه هاروارد علیرضا جان پالسون دانشکده مهندسی و علوم کاربردی (دریاها) و Wyss دانشگاه هاروارد موسسه بیولوژیکی الهام مهندسی را مهار این انرژی و استفاده از کمانش را به نفع خود برای ساخت یک حرکت سریع بادی نرم و محرک.

پژوهش منتشر شده در علم رباتیک.

"نرم روبات دارای پتانسیل عظیمی برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی اعم از جراحی با حداقل تهاجم ابزار و exoskeletons به انبار تسمه و تصویری بازی add-ons" گفت: بنیامین Gorissen یک همکار فوق دکترا در دریاها و co-اولین نویسنده این مقاله است. "اما برنامه امروز نرم محرک محدود با سرعت خود را."

Fluidic نرم محرک تمایل به آهسته به قدرت و حرکت می کند چرا که آنها نیاز به مقدار زیادی از مایعات به کار می کنند و این جریان اعم از گاز یا مایع محدود شده است توسط لوله ها و دریچه ها در دستگاه.

"در این کار ما نشان داد که ما می توانیم مهار الاستیک ناپایداریهای برای غلبه بر این محدودیت ما را قادر می سازد جدا آهسته ورودی از خروجی و سریع پریدن fluidic نرم محرک" به گفته دیوید Melancon دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دریاها و co-اولین نویسنده این مقاله است.

"این محرک یک بلوک ساختمان است که می تواند یکپارچه به طور کامل نرم رباتیک سیستم به نرم روبات است که می تواند در حال حاضر خزیدن و راه رفتن و شنا توانایی پرش" گفت: Katia Bertoldi های ویلیام و امی کوان Danoff استاد مکانیک کاربردی در دریاها و نویسنده ارشد این مطالعه است. "با ترکیب ما بلوز را به این طرح این روبات می تواند حرکت با خیال راحت از طریق ناشناخته مناظر."

Bertoldi نیز یک دانشیار عضو هیات علمی موسسه Wyss.

محققان با تکیه بر همین نوع از کمانش است که میشود اسباب poppers شناخته شده به عنوان پوسته کمانش. تیم طراحی و اجرایی با دو کروی کلاه -- اساسا دو poppers-- nestled هم مانند عروسک های روسی تودرتو و متصل در پایه. بر تورم و ایجاد فشار بین دو کلاه. نازک تر بیرونی درپوش گسترش می یابد در حالی که ضخیم تر درونی کلاه نخ و فرو می ریزد و ضربه زدن به زمین و پرتاب دستگاه به هوا.

در حالی که این دستگاه ساده به نظر می رسد درک اساسی فیزیک در بازی برترین بود به کنترل و بهینه سازی ربات عملکرد. اکثر تحقیقات قبلی به پوسته کمانش مورد مطالعه چگونه برای جلوگیری از آن اما Gorissen, Melancon و بقیه تیم می خواستم به افزایش بی ثباتی است.

به عنوان سرنوشت آن را داشته باشد یکی از پیشگامان کمانش پوسته تحقیقات نشسته فقط دو طبقه را از Bertoldi تیم در پیرس سالن. استاد بازنشسته John W. هاچینسون که پیوست هاروارد دانشکده در سال 1964 توسعه یافته برخی از اولین نظریه مشخص و تعیین کمیت کمانش پوسته سازه.

"تحقیقات ما می درخشد دیدگاه های مختلف در برخی از [هاچینسون را] نظریه ها و که ما را قادر می سازد به آنها اعمال می شود به یک تحقیق دامنه" گفت: Gorissen.

"آن را به خوبی قادر به دریافت پیشنهادات و انتقادات از یکی از پیشگامان در این زمینه گفت:" Melancon. "او توسعه نظریه برای جلوگیری از شکست و در حال حاضر ما در حال استفاده از آن باعث کمانش."

با استفاده از تاسیس نظریه به عنوان به خوبی به عنوان جدید شبیه سازی عددی ابزار محققان قادر به مشخص کردن و تنظیم فشار حجم روابط بین دو پوسته به منظور توسعه یک نرم ربات قادر به سرعت انتشار یک مقدار خاصی از انرژی را بارها و بارها. این رویکرد را می توان به هر شکل و با هر اندازه. این می تواند مورد استفاده قرار گیرد در همه چیز از یک دستگاه پزشکی به سوراخ یک ورید و یا در بزرگ اکتشافی روبات به گذشتن از زمین ناهموار.

###

این پژوهش با همكاري توسط Nikolaos Vasios و مهدی Torbati. آن را پشتیبانی می کند در بخشی از بنیاد ملی علوم آمریکا از طریق کمک های مالی DMR-1420570 و DMR-1922321.

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.