Mühendisler Yumuşak Robotlara Kalp Verdi

Cornell ve ABD Ordusu Araştırma Laboratuvarı’ndan araştırmacıların işbirliği içinde bir ekip, hidrodinamik ve manyetik kuvvetleri kullanarak, yumuşak ve deforme edilebilir bir pompayı çalıştırdı ve bu sayede yumuşak robotlara dolaşım sistemi sağladı. Bu sistem, doğadaki hayvanların biyolojisini taklit ediyor.

“Magnetohidrodinamik Levitasyon için Yüksek Performanslı Esnek Pompalar” başlıklı makale Ulusal Bilim Akademisi Bildirileri dergisinde yayımlandı.

Benzer Makineler

Rob Shepherd, mühendislik ve uzay mühendisliği alanında asociate profesör ve Cornell’de araştırmacı ekibinin lideri.

“Bu dağıtılmış yumuşak pompalar, insan kalbi ve arterlerden kanın teslim edildiği şekilde çalışır” dedi Shepherd. “Grubumuzdan robot kanını yayınlamıştık ve şimdi de robot kalplerimiz var. İkisinin kombinasyonu daha gerçekçi makineler yaratacak.”

Shepherd liderliğindeki Organik Robotik Laboratuvarı daha önce yumuşak malzeme kompozitlerini kullanarak çeşitli teknolojiler tasarladı, Örneğin esnek bir sensör “cilt” ve brülörle çalışan braille ekranlar ve atletik performansı izleyen giysiler. Ayrıca yürüyen, emen, yüzen ve terleyen yumuşak robotlar geliştirdiler. Ekibe göre, bu yaratımların çoğu hasta bakımında ve rehabilitasyonda uygulanabilir.

Dolaşım Sistemini Oluşturma

Yumuşak robotlar, enerji depolamak ve ekstremite ve hareketlerini güçlendirmek için dolaşım sistemine ihtiyaç duyar, bu da kompleks görevleri tamamlamalarına olanak tanır.

Yeni geliştirilen elastomerik pompa, bir yumuşak silikon tüp ve tüpün dış kısmına yerleştirilmiş solenoidler içerir. Solenoidler arasındaki boşluklar, tüpün bükülmesine ve gerilmesine izin verir. Tüpün içinde manyetik alanına maruz kaldığında sertleşen manyetorheolojik bir sıvı bulunur. Bu, çekirdeğin merkezinde kalmasını ve aynı zamanda bir contayı oluşturur. Manyetik alanın farklı şekillerde uygulanması, çekirdek manyetik alanının ileri ve geri hareket etmesini sağlar ve su ve düşük viskozite yağları gibi sıvıları sürekli bir kuvvetle itebilir.

Shepherd, Nathan Lazarus ile birlikte araştırmanın ortak kıdemli yazarı olarak görev yaptı.

“Diğer yumuşak pompaların 100 katı basınç ve akış hızlarında çalışıyoruz” dedi Shepherd. “Sert pompalara kıyasla hala 10 kat daha düşük performansımız var. Bu nedenle, çok viskoz yağları yüksek akış hızlarında itemeyiz.”

Araştırmacılar, pompalama sisteminin büyük deformasyonlar altında sürekli performansını göstermek için bir deney gerçekleştirdiler. Ayrıca, gelecekteki iterasyonların robotlara göre özelleştirilebilmesi için performans parametrelerini izlediler.

“Pompanın farklı parametreleri için ölçekleme ilişkileri olmasının önemli olduğunu düşündük, böylece yeni bir şey tasarladığımızda, farklı tüp çapı ve uzunluğu ile, istediğimiz performansı elde etmek için pompayı nasıl ayarlayacağımızı bileceğiz” dedi Shepherd.