Schlangenhaut-Roboter
Wir haben einige abgedeckt coole kriechende Schlangenroboter hier bei Digital Trends, aber die meisten davon unterscheiden sich in einem entscheidenden Punkt von echten Schlangen: Sie haben keine schuppige Haut. Auch wenn das eher nach einer Frage der Ästhetik als der Zweckmäßigkeit klingt, spielt die Haut einer Schlange tatsächlich eine entscheidende Rolle dabei, ihnen beim Krabbeln zu helfen. Dadurch können sie sich an Oberflächen festhalten und so die nötige Reibung erhalten, um sich vorwärts zu bewegen.
Das wollen Forscher der Harvard University klären und greifen dabei auf die alte japanische Scherenschnittkunst zurück Kirigami Ihnen helfen. Das resultierende lasergeschnittene Material ist eine kostengünstige strukturierte Haut, die Robotern dabei helfen soll, auf rauen Oberflächen besser zu manövrieren.
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„Obwohl bioinspirierte weiche Maschinen aus stark verformbaren Materialien eine Vielzahl von Möglichkeiten ermöglichen Bei innovativen Anwendungen erfordert ihre Fortbewegung typischerweise mehrere voneinander unabhängige Aktoren aktiviert“,
Katia Bertoldi, Professor für Angewandte Mechanik in Harvard, sagte gegenüber Digital Trends. „In dieser Arbeit nutzen wir Kirigami-Prinzipien, um ihre Krabbelfähigkeit deutlich zu verbessern. Wir [entwarfen] hoch dehnbare Kirigami-Oberflächen, die aus periodischen Schnittreihen bestehen und mechanische Eigenschaften nutzen Instabilitäten, um eine Transformation von flachen Blechen zu 3D-texturierten Oberflächen ähnlich der Skalierung herbeizuführen Schlangenhaut."Indem sie ihre künstliche schuppige Haut um einfache röhrenförmige Roboter wickeln, die luftbetriebene Aktuatoren enthalten, können die Forscher fanden heraus, dass es zu einer dramatischen Veränderung ihrer Reibungseigenschaften kam, wodurch der Roboter besser kriechen konnte Fähigkeiten. Durch das Aufblasen des Aktuators bewegte sich der Schlangenroboter vorwärts, indem er die Schuppen aufsprang, so dass sie den Boden festhielten. Durch das Entlüften des Aktuators wurden die Waagen abgeflacht, wodurch der Roboter verankert wurde, sodass er nicht nach hinten rutschte. Durch kontinuierliches Aufblasen und Entleeren konnte der Schlangenroboter vorwärts gleiten wie … nun ja, eine Schlange.
Interessanterweise entdeckte das Team, dass der Wechsel zwischen verschiedenen Formen der Schuppen – wie z dreieckig, kreisförmig, trapezförmig oder linear – veränderte die Geschwindigkeit und Effizienz des Kriechens Aktion.
„Wir glauben, dass unsere Kirigami-basierte Strategie Möglichkeiten für die Entwicklung einer neuen Klasse von Softcrawlern eröffnet, die sich durch komplexe Gebiete bewegen können Umgebungen für Such- und Rettungseinsätze, Erkundungs- und Inspektionseinsätze, Umweltüberwachung und medizinische Verfahren“, sagte Bertoldi Fortsetzung.
Sie sagte, dass es derzeit keine Pläne für die Kommerzialisierung der Technologie gebe, obwohl das Team plane, sie weiterzuentwickeln. Zukünftige Schritte werden die Anwendung der Prinzipien auf verschiedene Arten von Soft-Aktuatoren umfassen, beispielsweise solche, die darauf basieren dielektrische Elastomere und Formgedächtnislegierungen sowie die Verwendung von Kirigami-Häuten zur Erforschung und Verbesserung anderer Arten von Bewegungen.
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Science Robotics veröffentlicht.
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