اکنون، تیمی از محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) یک گیره رباتیک چوبی که میتواند در محیطهای گرم لمس ملایمی ارائه دهد.
به گزارش تکناک، این تیم به رهبری استادیار دانشگاه NUS با نام تان سویی چینگ، بر روی اولین فناوری نوآورانه در نوع خود کار کردند که توسط نور، دما و رطوبت هدایت می شود.
مطالعات اخیر در زمینه رباتیک نشان داده است که دست و گیره رباتیک با روش های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و اکنون ما شاهد گیره های رباتیک ساخته شده از چوب هستیم.
به طور کلی، گیره های رباتیک زمانی از پلاستیک نرم ساخته می شوند که نیاز به لمس ملایم و مطابقت با اشکال نامنظم وجود باشد، زیرا انعطاف پذیری را فراهم می کنند و خطر آسیب زدن به اشیاء دیده شده را به حداقل می رساند. فلزات، مانند فولاد و آلومینیوم، نیز به دلیل استحکام انتخاب میشوند و چسبندگی محکمی روی اقلام سنگین یا سخت به ارمقان می آورند.
چوب دارای خواص مکانیکی عالی است و به صورت طبیعی تغییر شکل می یابد. علاوه بر این، در ذخایر بزرگ موجود است و نسبتا ارزان است. چینگ در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: در آخرین کارمان، ما نشان دادهایم که گیرههای رباتیک مبتنی بر چوب میتوانند بر محدودیتهای سیستم های محرکه سنتی و روش های سنتی غلبه کنند.
ابداع گیره چوبی
محققان از چوب نازک افرا کانادایی) 0.5 میلی متر( برای ساختن گیره استفاده کردند. قطعات چوب با کلرید سدیم برای حذف لیگنین، که یک جزء طبیعی چوب است، در دیوارههای سلولی گیاهان یافت میشود و مسئول استحکام ساختار گیاه است، تیمار شدند.
سپس، منافذ با پلیمری به نام پلی پیرول پر شدند که به چوب اجازه میداد گرما و نور را به طور موثر جذب کند. علاوه بر این، آنها یک ژل رطوبت سنجی مبتنی بر نیکل ساخته اند که می تواند رطوبت هوا را جذب کند.
آنها یک طرف قطعات چوب اصلاح شده را با ژل پوشانده و یک لایه نازک آبگریز را به طرف دیگر چسباندند. تفاوت در رطوبت و خشکی چوب را قادر می سازد تا بخار آب را از یک طرف به سرعت جذب کند و باعث تغییر شکل گیره شوند.
سپس قطعات چوب را با استفاده از قالب هایی در دمای 70 درجه سانتیگراد (درجه سانتیگراد) به ساختار یک گیره تبدیل شدند. هنگامی که در معرض رطوبت نسبی 95 درصد قرار گرفت، ژل هیگروسکوپیک رطوبت را جذب کرد و گیره چوبی را کشیده و به سمت بیرون باز کرد.
در بیانیه مطبوعاتی، اولین نویسنده این مطالعه، بای لولو، گفت: وقتی در معرض دمای بالای محیط بیش از 70 درجه سانتیگراد (تحریک گرما) قرار گرفت، گیره چوبی شروع به خم شدن به سمت داخل کرد و در دمای 200 درجه سانتیگراد به حداکثر خمش رسید.
گیره چوبی تحت شدت های مختلف نور آزمایش شد و باعث شد که گیره به سمت داخل خم شود زیرا ژل جاذب رطوبت در حدود 42 درجه سانتیگراد آب را از دست داد و در حدود 57 درجه سانتیگراد به خمش قابل توجهی رسید. گریپر پس از گذراندن 100 چرخه عملیاتی دوام و پایداری را نشان داد که نشان دهنده مناسب بودن آن برای استفاده طولانی مدت است.
بلند کردن اجسام و مراحل بعدی
محققان همچنین از گیره های چوبی خود برای بلند کردن اجسام در دمای بالا استفاده کردند.در آزمایشات ، گیره چوبی با موفقیت وزن 200 گرمی (معادل یک قوطی نوشابه) را در حدود 170 درجه سانتیگراد بالا برد. این برای اکثر محرک های ساخته شده با پلیمر نرم غیرممکن است. چن ونشوای، نویسنده همکار این مطالعه گفت: بسته به طراحی، گیره چوبی میتواند بارهایی به اندازه 10000 برابر وزن گیره حمل کند.
دست و گیره های رباتیک چوبی تعامل ماهرانه ای با اشیاء نشان دادند که آنها را برای کارهایی مانند گرفتن و نگه داشتن مناسب می کرد. خاصیت رطوبتی برگشت پذیر آنها باعث می شود که به طور بالقوه در سناریوهای نجات آتش برای نجات اشیاء به دام افتاده مفید باشند.
این دستگاه خواص مکانیکی مطلوب، قابلیت های پاسخ چند محرکی، تغییر شکل پیچیده، محدوده دمایی وسیع، مقرون به صرفه بودن و زیست سازگاری را در یک دستگاه واحد ترکیب می کند.
محققان در کار آینده خود به دنبال بهبود عملکرد گیره چوبی با کاهش زمان خمش، افزایش ظرفیت تحمل وزن و توانمندسازی آن برای گرفتن اجسام با اشکال و اندازه های مختلف هستند. آنها همچنین به دنبال کاهش هزینه ها و افزایش فرآیند تولید برای گیره چوبی هستند.
