به منظور ایجاد یک گیره رباتیک که می تواند با نیروی ظریف چنگ بزند، محققان چسب های مبتنی بر انگشت گکو را با یک بازوی رباتیک شخصی ترکیب کردند.
در میان مجموعه عظیمی از بازوها و گیره های رباتیک یک دشمن مشترک وجود دارد: گوجه فرنگی ارثی. ممکن است دیده باشید که یک گیره رباتیک به طرز ماهرانه ای یک تخم مرغ را می رباید یا توپ بسکتبال را به آرامی فشار می دهد - اما بر خلاف دست انسان، بعید است که یک چنگال هر دو را انجام دهد. یک چالش کلیدی در وسط پنهان می ماند.
ویلسون روتولو، دانشجوی سابق آزمایشگاه بیومیمتیک و دستکاری مهارت‌های دانشگاه استنفورد (همچنین به عنوان دانشگاه استنفورد نیز شناخته می‌شود) گفت: «شما خواهید دید که دست‌های روباتیک دستگیره‌های قدرتمند و دقیقی می‌سازند، و سپس به نوعی اشاره می‌کنند که می‌توانند هر کاری را در این بین انجام دهند. مزرعه "). «آنچه می‌خواستیم به آن نگاه کنیم این بود که چگونه می‌توان دست‌کاری‌کنندگانی را خلق کرد که هم ماهر و هم قدرتمند باشند.
نتیجه FarmHand است، بازوی روباتیکی که توسط مهندسان Ruotolo و Dane Brouwer، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه بیومیمتیک و دستکاری مهارت ها ساخته شده است. آنها به تفصیل کار خود را در مقاله ای شرح می دهند کار علمی.
محققان در آزمایشات خود نشان دادند که farmHand قادر است با انواع مختلفی از اقلام از جمله تخم مرغ خام، خوشه انگور، بشقاب، کوزه مایعات، بسکتبال و حتی یک آسیاب زاویه ای کار کند.
FarmHand چسبنده است، چسبنده نیست
FarmHand از دو نوع الهام بیولوژیکی سود می برد. در حالی که انگشتان چند مفصلی شبیه دست انسان هستند - البته چهار انگشتی - انگشتان با چسب های الهام گرفته از مارمولک پوشیده شده اند.
این ماده چسبنده اما غیر چسبنده بر اساس ساختار انگشتان گکوها ساخته شده است. محققان این ماده را در دهه گذشته توسعه داده اند.
استفاده از چسب مارمولک روی یک چنگک انسان نما چند حلقه ای برای اولین بار یک چالش بود. این امر مستلزم توجه ویژه به تاندون های کنترل کننده انگشتان دست مزرعه و طراحی پد انگشتان زیر چسب بود.
مانند انگشتان مارمولک، چسب مارمولک از طریق فلپ های میکروسکوپی احتباس قوی ایجاد می کند. هنگامی که این دریچه ها در تماس کامل با یک سطح هستند، نیروی واندروالس ایجاد می کنند - یک نیروی بین مولکولی ضعیف که از تفاوت های ظریف در موقعیت های الکترون ها در خارج مولکول ها ناشی می شود. در نتیجه، چسب ها می توانند محکم بچسبند، اما برای انجام این کار به نیروی واقعی کمی نیاز دارند. امتیاز دیگر: در لمس احساس چسبندگی نمی کنند و اثری از خود باقی نمی گذارند.
اولین کاربردهای چسب مارمولک مربوط به بالا رفتن از ربات، بالا رفتن از انسان یا گرفتن اجسام بسیار بزرگ و بسیار صاف در فضا بود. اما ما همیشه به استفاده از آنها برای کاربردهای عملی تر فکر کرده ایم. "مشکل این است که به نظر می رسد که چسب های مارمولک در واقع بسیار حساس هستند."
مشکل اینجاست که چسب های مارمولک باید به روش خاصی به سطح بچسبند تا نیروی واندروالس را فعال کنند. زمانی که به آرامی روی یک سطح صاف اعمال می‌شود، کنترل آن به اندازه کافی آسان است، اما زمانی که گرفتن بر روی چندین تکه مارمولک در تماس با یک شی در زوایای مختلف، مانند farmHand، تکیه دارد، بسیار دشوارتر است.
کلیپ عالی
در زیر چسب ها، پدهای انگشت farmHand به مقابله با این چالش کمک می کند. آنها از ساختار دنده تاشو ساخته شده اند که با نیروی کمی بسته می شود. بدون توجه به محل یا زاویه تماس، دنده ها به طور دائم قفل می شوند تا نیروهای مساوی روی پدهای چسب ایجاد شود و از لغزش زودهنگام هر یک جلوگیری شود.
بروور می‌گوید: «اگر آن دنده‌ها را حرکت دهید، اعوجاج منجر به نیروی مشابهی می‌شود، مهم نیست از کجا شروع کنید. "این فقط رفتار فیزیکی است که می تواند حتی در فضاهای خارج از رباتیک، شاید به عنوان محافظ کفش یا لاستیک برای هر زمین، به کار رود.
تاندون‌های بازو نیز بسیار مهم هستند، زیرا امکان نیشگون گرفتن بیش از حد اکستنشن را فراهم می‌کنند. در حالی که بسیاری از بازوها و گیره های رباتیک اشیاء C شکل را نیشگون می گیرند، مانند گرفتن چیزی فقط با نوک انگشتان، دست مزرعه با نوک انگشتان خود را به هم فشار می دهد. این به چسب ها سطح کار بزرگتری می دهد.
دستیابی به طراحی مناسب به ویژه دشوار بود، زیرا شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای موجود در پیش‌بینی عملکرد واقعی با اجسام نرم مشکل دارند که عامل دیگری در مشکل گوجه‌فرنگی است.
اما محققان از توانایی چاپ سه بعدی و آزمایش بسیاری از اجزای پلاستیکی سخت و نرم در چرخه های نسبتا سریع بهره برده اند. آنها تا آنجا پیش می روند که نشان می دهند موفقیت آنها ممکن است - یا حداقل بسیار کندتر - فقط پنج سال پیش ممکن نبوده است.
بهبودهای بیشتر در farmHand ممکن است به شکل ویژگی‌های بازخوردی باشد که به کاربران کمک می‌کند تا درک کنند که چگونه هنگام استفاده از دست چگونه گرفتن و چگونه بهتر گرفتن دست کنند. محققان همچنین در حال بررسی برنامه های تجاری برای کار خود هستند.
مؤسسه تحقیقاتی تویوتا و فلوشیپ استنفورد بودجه این کار را تامین کردند.
منبع: دانشگاه استنفورد
[ad_2]
مقالات مشابه
- Duchess of Sussex's friends can stay anonymous in privacy case, U.K. judge rules
- چین راه اندازی موشک جدید آن را به عنوان هدف برای تکمیل ایستگاه فضایی تا سال 2022
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- سازمان ملل متحد COP26 اجلاس آب و هوایی لغو شد با توجه به همه گیر
- الیزابت وارن آخرین شانس
- Coronavirus: رواندا تحمیل آفریقا اولین مستند
- چرا بسیاری از مردم ژاپن در حال نادیده گرفتن دولت خود درخواست به ماندن در خانه در طول یک تعطیلات بزرگ شکستن
- 'توهم' مارتین Shkreli محروم زندان آزاد توسط قاضی
- اسرائیل در دیوان عالی کشور اجازه می دهد نتانیاهو با تشکیل دولت جدید در حالی که در مواجهه با اتهام فساد مالی
- دکتر Fauci می گوید: "نورد هنگام ورود دوباره' از اقتصاد ایالات متحده ممکن است در مارس