Ρομποτικά Σoft 4D-Εκτυπωμένα Μπορούν Να Αυτοσυναρμολογηθούν

Ένας νέος ρομποτικός τύπος που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Cell Press είναι σε θέση να αυτοσυναρμολογηθεί όταν θερμαίνεται. Μπορεί να εκτελέσει εργασίες όπως το ρολό σε μια ανηφόρα και να πλοηγηθεί σε απρόβλεπτες τοπографίες.

Το πρωτότυπο σχήματος σωλήνα παρουσιάστηκε στο περιοδικό Matter στις 22 Σεπτεμβρίου.

Ο Wei Feng είναι επιστήμονας υλικών στο Πανεπιστήμιο Tianjin στην Κίνα και старший συγγραφέας του εγγράφου.

“Όπως ένα έντομο με κεραίες, ο ρομποτικός τύπος μπορεί να ξεπεράσει ένα μικρό εμπόδιο. Αλλά όταν το εμπόδιο είναι πολύ υψηλό, θα γυρίσει πίσω,” λέει ο Feng. “Όλη η διαδικασία είναι αυθόρμητη χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση ή έλεγχο.”

4D-Εκτυπωμένα Με Τέταρτη Διάσταση

Ο ρομποτικός τύπος αρχικά είναι ένα επίπεδο και ορθογώνιο φύλλο από υλικό 3D-εκτυπωμένο υγρό κρυσταλλικό ελαστομερές, που είναι ένα είδος πλαστικού υλικού που είναι ελαστικό. Μόλις η επιφάνεια κάτω από αυτό το φύλλο θερμαίνεται, ο ρομποτικός τύπος τότε στρέφεται για να σχηματίσει einen σωλήνα που μοιάζει με ελατήριο. Ο λόγος που ο ρομποτικός τύπος είναι 4D-εκτυπωμένος και όχι 3D-εκτυπωμένος είναι ότι η αλλαγή σχήματος υπό εξωτερικήSimulation προσθέτει τον χρόνο ως τέταρτη διάσταση.

Η επαφή με την ζεστή επιφάνεια προκαλεί μια τάση στο υλικό μετά το σχηματισμό του σωλήνα. Αυτό με τη σειρά του προκαλεί τον ρομποτικό τύπο να κυλήσει σε μια κατεύθυνση, με την κινητήρια δύναμη πίσω από την κίνηση να είναι εξαιρετικά ισχυρή. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο ισχυρή που ο ρομποτικός τύπος μπορεί να ανέβει σε μια ανηφόρα 20 μοιρών ή να μεταφέρει βαρύτητες που είναι μέχρι 40 φορές το δικό του. Η ταχύτητα του ρομποτικού τύπου εξαρτάται από το μήκος του, με τους μακρύτερους ρομποτικούς τύπους να κυλάνε γρηγορότερα από τους μικρότερους.

Δοκιμές των Ρομποτικών Τύπων

Οι ερευνητές έθεσαν αυτούς τους ρομποτικούς τύπους να εκτελέσουν εργασίες και να δείξουν τις ικανότητές τους ενώ ηχογραφούνταν. Μια από αυτές τις εργασίες περιελάμβανε έναν αγώνα μεταξύ των διαφορετικών μεγεθών ρομποτικών τύπων και μια άλλη που μετέφερε einen καρότσα. Σε αυτά τα βίντεο, οι ρομποτικοί τύποι επίσης έδειξαν πώς μπορούσαν να αλλάξουν τις συμπεριφορές τους με βάση το περιβάλλον. Αν ο ρομποτικός τύπος συναντούσε ένα δύσκολο εμπόδιο, θα μπορούσε να κάνει πράγματα όπως να ανέβει σε ένα σκαλοπάτι ή να αλλάξει κατεύθυνση.

Ο старший συγγραφέας Feng ήταν έκπληκτος από τη συμπεριφορά του ρομποτικού τύπου.

“Επεξεργαστήκαμε τα υγρό κρυσταλλικά ελαστομερή σε δείγματα διαφόρων σχημάτων μέσω 4D-εκτύπωσης και ερεθίσαμε αυτά τα δείγματα με φως, θερμότητα και ηλεκτρικότητα για να παρατηρήσουμε την απόκρισή τους,” λέει. “Βρήκαμε πολλά ενδιαφέροντα φαινόμενα οδήγησης εκτός από τη μεταμόρφωση.”

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτοί οι ρομποτικοί τύποι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για να εκτελέσουν εργασίες σε μικρές και στενές περιοχές, όπως σε einen σωλήνα. Θα μπορούσαν επίσης να λειτουργούν σε ακραίες συνθήκες, όπως σε έντονα ζεστές επιφάνειες.

“Ελπίζουμε ότι οι ρομποτικοί τύποι δεν θα περιοριστούν πλέον σε απλούς ακτινίδες, οι οποίοι μπορούν μόνο να αλλάξουν σχήμα σε μια σταθερή θέση,” λέει ο Feng.