Kontrola mekanih robota pomoću magnetnih poljabrian Wang

- Apr 20, 2017-

Tim inženjerskih istraživača napravio je fundamentalni napredak u kontroli tzv. Soft robota, koristeći magnetna polja za daljinski manipuliranje lancima mikročestica ugrađenih u soft robotske uređaje. Istraživači su već stvorili nekoliko uređaja koji koriste novu tehniku.


"Postavljanjem ovih samonastavljivih lanaca u mekane robote, mi smo u stanju da ih obavimo složenijim funkcijama dok još uvijek zadržavamo relativno jednostavne dizajne", kaže Joe Tracy, vanredni profesor nauke i inženjerstva na Univerzitetu Sjeverna Karolina i odgovarajući autor rada na poslu. "Moguće aplikacije za ove uređaje kreću se od daljinskih pumpi za isporuku lekova do razvoja udaljenih struktura koje se mogu raspoređivati."



Primenjeni materijali i interfejsi - mikročestice sa lancem železa za direktno kontrolisano aktiviranje mekanih robota



Za ovu studiju istraživači su uveo željezne mikročestice u tečnu polimernu smešu i zatim primenili magnetno polje da indukuju mikročestice da formiraju paralelne lance. Smeša se zatim osuši, ostavljajući za sobom elastični polimerni tanki film ugrađen sa poravnatim lancima magnetnih čestica.


"Lanci nam omogućavaju da daljinski upravljamo polimerom kao mekani robot kontrolišući magnetno polje koje utiče na lance magnetnih čestica", kaže Tracy.


Konkretno, pravac magnetnog polja i njegova snaga može se promeniti. Lanci mikrodjelova gvožđa reaguju tako što se sami i okolni polimer poravnavaju u istom pravcu kao i primenjeno magnetno polje.


Koristeći ovu tehniku, istraživači su stvorili tri vrste soft robota. Jedan uređaj je konzol koji može podići do 50 puta sopstvenu težinu. Drugi uređaj je struktura slična harmonici koja se širi i ugovara, simulira ponašanje mišića. Treći uređaj je cev koja je dizajnirana da funkcioniše kao peristaltička pumpa - komprimovani deo putuje duž dužine cijevi, slično kao neko ko stisne poslednji dio zubne paste tako što provuče prst duž cijevi.


"Sada radimo na poboljšanju i kontrole i moći ovih uređaja, kako bi unaprijedili potencijal meke robotike", kaže Tracy.


Istraživači su takođe razvili metriku za procenu performansi magnetnih podizača, kao što je konzolni uređaj.


"Mi to radimo merenjem količine težine koja se podiže i uzimajući u obzir i masu čestica u podizanju i snagu magnetskog polja koji se primenjuje", kaže Ben Evans, koautor rada i vanredni profesor fiziku na Univerzitetu Elon. "Mislimo da je ovo korisno sredstvo za istraživače u ovoj oblasti koji žele pronaći empirijski način upoređivanja performansi različitih uređaja."