„Látka“ inšpirovaná pásavcom podľa potreby stuhne alebo zmäkne
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Mäkké materiály a tuhé materiály majú svoje využitie, ale tieto dve vlastnosti sa zvyčajne nestretnú v jednej látke. Nový materiál RoboFabric je teda výnimkou v tom, že sa dá prepínať tam a späť medzi mäkkým a tuhým stavom.
Materiál, ktorý navrhol tím vedcov zo singapurskej Technickej univerzity Nanyang, bol inšpirovaný do seba zapadajúcimi ochrannými šupinami zvierat, ako sú pásavce a pangolíny. Zatiaľ čo šupiny oboch tvorov sú vyrobené z keratínu, materiál RoboFabric sa skladá zo siete 3D tlačených polymérových „zámkových“ dlaždíc. Všetky dlaždice sú navzájom spojené tenkými kovovými drôtmi, ktoré prechádzajú cez ne a medzi nimi.
Pokiaľ sú tieto drôty relatívne voľné, všetky dlaždice sa môžu navzájom voľne pohybovať. Keď sú drôty utiahnuté, dlaždice sa stiahnu k sebe, čo okamžite spôsobí, že „látka“ bude viac ako 350-krát tuhšia. Uvoľnením napätia drôtov materiál opäť zmäkne.
Okrem iných možných aplikácií by sa táto technológia mohla použiť na odliatky ramena, ktoré zostávajú mäkké, keď sa poranená končatina spočiatku umiestňuje, a potom stuhne, keď je v požadovanej orientácii. A namiesto toho, aby sa musel odrezať ako tradičný sadrový odliatok, odliatok z RoboFabric možno jednoducho zmäkčiť a dať dole, keď už nie je potrebný.
V rovnakom duchu by si táto technológia mohla nájsť využitie aj v asistenčných kĺbových ortézach, ktoré by nositeľom umožnili zdvíhať predmety alebo vykonávať iné náročné fyzické úlohy s menšou námahou. Používatelia si môžu nechať ortézu zápästia alebo lakťa mäkkú, aby sa po väčšinu času mohli maximálne voľne pohybovať, a potom ju vystužiť na podporu pri zdvíhaní ťažkých predmetov.
Vedcom sa podarilo vytvoriť takéto výstuhy na mieru pomocou 3D skenov končatín dobrovoľníkov a potom 3D vytlačiť desiatky požadovaných dlaždíc za menej ako jednu hodinu. Ručné navliekanie drôtov cez tieto dlaždice trvalo nejaký čas, ale tento proces by sa pravdepodobne dal zautomatizovať, pretože technológia sa bude ďalej rozvíjať.
V laboratórnych testoch sa zistilo, že svalová aktivita dobrovoľníkov sa znížila až o 40 %, keď sa výstuhy používali na zdvíhanie. A možné aplikácie pre materiál RoboFabric nekončia ani pri nositeľných zariadeniach. Táto technológia už bola použitá v robotickom uchopovači namontovanom na spodnej strane dronu. Tento uchopovač dokáže naberať predmety stuhnutím a stočením okolo nich a potom ich uvoľniť zmäkčením.
Materiál RoboFabric sa tiež použil v plaveckom robote zloženom z dosky dlaždíc utesnenej vo vnútri elastického obalu. Keď sa vzduch odsaje z tohto obalu, výsledné vákuum spôsobí, že doska stuhne a získa určený tvar. Keď sa vákuum uvoľní, doska zmäkne a vráti sa späť do svojho „uvoľneného“ tvaru. Striedaním tam a späť medzi týmito dvoma stavmi je zariadenie schopné plávať cez vodu.
Príspevok o výskume, ktorý viedol docent Wang Yifan, bol nedávno publikovaný v magazíne Science Robotics. Používaný materiál RoboFabric si môžete pozrieť vo videu na začiatku článku alebo TU.
