با استفاده از یک طرح جدید الهام گرفته از هنر ژاپنی برش کاغذ (کریگامی)، محققان گیره های رباتیک ظریف و در عین حال قوی ابداع کرده اند که می تواند کارهای متنوعی را انجام دهد.
به گزارش تکناک برای مثال می تواند لباس ها را تا کند، اجسامی تا 16،000 برابر وزن خود را بلند کند و یک کتاب را ورق بزند. این دستگاه دارای طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه، از پروتز تا جراحی کم تهاجمی و اکتشاف در اعماق دریا می باشد.
اخیراً انبوهی از گیرههای رباتیک را دیدهایم، از جمله گیرههایی که بدون برق کار میکنند، با الهام از گلها ساخته شده اند و یا گیره های رباتیک که شبیه انگشتهای چوبی هستند.
جی یین، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: ساخت یک گیره نرم و منفرد که قادر به کار با اجسام فوقالعاده نرم، فوقالعاده نازک و سنگین باشد، دشوار است، زیرا بین قدرت، دقت و ملایمت باید موازنه برقرار شود. اکنون طراحی ما به تعادل عالی از این ویژگی ها دست یافته است.
برای اینکه در طیف وسیعی از موقعیت ها مفید باشد، یک گیره ایده آل باید بتواند در جاهایی که لازم است از ظرافت استفاده کند، اما همچنین قادر به شاهکارهای قدرت و مهارت باشد. برای دستیابی به این موارد، محققان از کیریگامی، هنر ژاپنی برش کاغذ، الهام گرفتند.
در کریگامی که نزدیک به اوریگامی است، کاغذهای دو بعدی را تا می کنند و برش می دهند تا اشکال سه بعدی را تشکیل دهند. محققان دریافتند که استفاده از طراحی الهام گرفته از کریگامی مزایای منحصر به فردی را برای گیره آنها به ارمغان می آورد.
یین گفت: استحکام گیرههای رباتیک معمولاً با نسبت بار به وزن اندازهگیری میشود. گیره های ما 0.4 گرم وزن دارند و می توانند تا 6.4 کیلوگرم را بلند کنند. این نسبت بار به وزن حدود 16000 است. این 2.5 برابر بالاتر از رکورد قبلی نسبت بار به وزن است که 6400 بود. در ترکیب با ویژگی های ظرافت، دقت و استحکام گیره ها کاربردهای متنوعی را نشان می دهد.
به گفته محققان، این ویژگیها بیشتر به طراحی گیرهها مربوط میشود نه به مواد سازنده آنها.
یائویه هونگ، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: از لحاظ عملی، این بدان معناست که میتوانید گیرهها را از مواد زیست تخریبپذیر مانند برگهای گیاهی محکم بسازید. این می تواند به ویژه برای برنامه هایی مفید باشد که می خواهید فقط برای مدت زمان محدودی از گیره ها استفاده کنید، مانند هنگام دست زدن به غذا یا مواد زیست پزشکی. برای مثال، ما نشان دادهایم که میتوان از گیرهها برای رسیدگی به زبالههای پزشکی تیز مانند سوزن استفاده کرد.
در مورد کاربردها، در آزمایش اثبات مفهوم، محققان گیره های خود را با یک دست مصنوعی (میوالکتریک) کنترل شده با ماهیچه ادغام کردند و نشان دادند که می تواند صفحات کتاب را ورق بزند و انگور را از درخت انگور بچیند.
هی (هلن) هوانگ یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: این گیره عملکردی را برای کارهایی که انجام آنها با استفاده از دستگاه های مصنوعی موجود دشوار است، مانند بستن انواع خاصی از زیپ ها، برداشتن یک سکه و غیره بهبود می بخشد. و یکی از مزایای گیرههای کیریگامی این است که نیازی به تعویض یا تقویت موتورهای موجود در پروتزهای روباتیک ندارید. هنگام استفاده از گیره ها می توانید به سادگی از موتور موجود استفاده کنید.
اما محققان بر این باورند که گیره های جدید آنها می تواند برای موارد بسیار بیشتری مورد استفاده قرار گیرد.
یین گفت: ما فکر میکنیم طراحی گریپر کاربردهای بالقوهای در زمینههای مختلف از پروتزهای رباتیک و فرآوری مواد غذایی تا تولید داروسازی و الکترونیک دارد. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شرکای صنعتی برای یافتن راه هایی برای استفاده از این فناوری هستیم.
