211service.com
Laipiojimo ant sienos robotas
Tyrėjai sukūrė robotą, kuris gali nubėgti lygia kaip stiklas siena ir ant lubų šešių centimetrų per sekundę greičiu. Šiuo metu robotas naudoja sausus elastomero klijus, tačiau tyrimų grupė ant kojų bando naują gekonišką, itin lipnų pluoštą, dėl kurio jis turėtų būti net penkis kartus lipnesnis.
Lipimas sienomis: Kai roboto variklis sukasi, jo uodega prisispaudžia prie paviršiaus, o trikampės kojos sukasi į priekį (a). Kai priekinės kojos liečiasi su paviršiumi, variklio sukimo momentas, atsirandantis dėl uodegos sąlyčio su paviršiumi, prispaudžia priekines pėdas prie paviršiaus ir atitraukia galines pėdas (b). Kai jėga, veikianti galinę pėdą, pasiekia kritinį tašką, ji atsilupa nuo paviršiaus, o robotas žengia į priekį (c).
Tai ne pirmasis robotas, kuris naudoja pluoštinius sausus klijus, kad priliptų prie paviršių, sako Metin Sitti , mechanikos inžinerijos docentas, vadovavęs tyrimams Carnegie Mellon universiteto (CMU) Robotikos institute Pitsburge. Tačiau šis robotas turėtų turėti daug didesnę lipnumą dėl pluoštų, kurie yra dvigubai lipnesni nei tie, kuriuos naudoja gekonai.
Tokie robotai, be kitų programų, galėtų būti naudojami patikrinti, ar nepažeisti erdvėlaivių korpusai, o jų lipnumas užtikrina, kad jie liktų pritvirtinti.
Be lipnių pėdų, robotas naudoja dvi trikampes ratus primenančias kojeles, kurių kiekviena turi tris pėdų pagalvėles, ir uodegą, kad, palyginti su kitais robotais, galėtų judėti labai judriai, sako Sitti. Jis ne tik gali labai staigiai pasisukti, bet ir dėl naujos konstrukcijos leidžia labai lengvai perkelti nuo grindų ant sienos ir nuo sienos iki lubų.
Multimedija
Žiūrėkite laipiojimo ant sienos robotą
Jis yra labai kompaktiškas ir pasižymi dideliu manevringumu, sako Markas Cutkosky , mechanikos inžinerijos profesorius ir Kalifornijos Stanfordo universiteto Dizaino tyrimų centro direktorius. Tai praktiškas sprendimas laipiojimui.
Gekonai gali prilipti prie paviršių dėl labai plonų, panašių į plaukelius pėdų struktūrų, vadinamų setae. Šie kampuoti pluoštai link jų galiukų skyla į dar smulkesnius pluoštus, todėl gekono pėda atrodo kaip mentelė. Šie galiniai pluoštai turi neįtikėtinai silpnas tarpmolekulines jėgas, dėkodami už jų sukibimą: patrauklios jėgos veikia tarp pluošto galiukų ir paviršiaus, prie kurio jie prilimpa. Atskirai jėgos yra nereikšmingos, tačiau dėl to, kad žiedai sudaro tokias aukštas sąlyčio su paviršiais sritis, jėgos sumuojasi.
Per pastaruosius kelerius metus keletas mokslinių tyrimų grupių sukūrė pluošto struktūras, skirtas imituoti setae. Tačiau Sitti grupė bandė patobulinti gekono dizainą. Naudodami mikrogamybos metodus, Sitti ir jo kolegos sukūrė tik keturių mikrometrų skersmens pluoštus – dviem eilėmis mažesnius nei naudojami bet kuriuose kituose robotuose. Šis dydžio skirtumas daro didelį skirtumą, sako Sitti. Taip yra todėl, kad skaidulų mastelio mažinimas padidina jų paviršiaus kontaktą ir taip pagerina sukibimą.
Naudodamas komercinius elastomerinius klijus, robotas jau gali lipti daug vikriau nei bet kuris kitas robotas. Tačiau pluoštai turėtų leisti robotui lipti net ant nelygių paviršių, sako Sitti. Tačiau, tik ką integravę juos į robotą, mokslininkai to dar neįrodė.
Vienas iš iššūkių, kaip priversti robotą prilipti prie sienų, yra rasti būdą, kaip padaryti pakankamą spaudimą, kad jos priliptų. Naujasis CMU robotas tai atlieka naudodamas uodegą. Bet kuriuo metu bent dvi iš šešių pėdų pagalvėlių liečiasi su paviršiumi, kaip ir uodega, kuri yra spyruoklinė, todėl ji visada stumsis į paviršių, net ir būdama ant lubų.
Tačiau, kurdami šias medžiagas, mokslininkai vis dar turi išspręsti kai kurias problemas, sako Andre Geimas , kondensuotųjų medžiagų fizikos profesorius Mančesterio universitete, Jungtinėje Karalystėje, kuris taip pat yra sukūręs setaelines struktūras. Niekas dar nepaaiškino, kodėl gekonai pirmiausia gali bėgti purvinu keliu rinkdami dulkes, o paskui kažkaip lipti į sienas, sako jis. Tai yra pagrindinė kliūtis.
Cutkosky sutinka, kad reikia atlikti daugiau tyrimų, susijusių su gekonų savaiminio išsivalymo gebėjimais. Pasaulis nešvarus, o robotai negali sustoti ir kas kelis metrus nusiplauti kojas, sako jis.