ساخت ربات ها به کمک چوب
در سال های اخیر، شاهد استفاده از چوب در ساخت وسایل غیر چوبی سنتی مانند ترانزیستورها، دوچرخه ها و هواپیماهای بدون سرنشین بوده ایم. اکنون، دانشمندان از این مواد برای ایجاد یک گیره رباتیک استفاده کرده اند که قطعاً نقاط قوت زیادی دارد.
به گزارش سیناپرس، به طور معمول، طراحان ربات باید بین گیره های لاستیکی نرم یا گیره های ساخته شده از فلز سخت یکی را انتخاب کنند. اولی در گرفتن اجسام شکننده بدون شکستن آنها خوب هستند، اما اگر در دمای بالا قرار گیرند ذوب می شوند. نوع دوم بسیار مقاوم تر در برابر حرارت هستند، اما لمس نرمی خاصی ندارند.
محققان دانشگاه ملی سنگاپور به رهبری پروفسور تان سویی چینگ (Tan Swee Ching) با دانشمندانی از دانشگاه شمال شرقی چین همکاری کردند تا بهترین ویژگی های هر دو را با استفاده از چوب، ترکیب کنند.
دانشمندان با نوارهایی به ضخامت ۰٫۵ میلی‌متر از چوب افرای کانادایی استفاده کردند که با کلرید سدیم برای حذف تمام پلیمر آلی که بیشتر دیواره‌های سلولی چوب را تشکیل می دهد، تیمار شده بود. سپس منافذ باقی مانده از لیگنین یا پلیمر آلی از دست رفته را با پلیمری به نام پلی پیرول پر کردند که در جذب گرما و نور خوب است.
در مرحله بعد، یک لایه ژل جاذب بخار آب مبتنی بر نیکل به یک طرف هر نوار، اعمال شد. در نهایت، نوارها در قالب های گرم شده قرار داده شدند و به شکل انگشت منحنی در آمدند. سپس آن انگشتان در یک دست رباتیک، که به گریپر معروف است، ادغام شدند.
هنگامی که زائده ها در محیطی با رطوبت نسبی ۹۵ درصد قرار گرفتند، ژل روی سطح زیرین آنها با جذب بخار آب منبسط شده و باعث خم شدن آنها به سمت بیرون شد. هنگامی که انگشت ها در محیطی با دمای بیش از ۷۰ درجه سانتیگراد قرار گرفتند، آب از ژل تبخیر شد که این موضوع باعث کوچک شدن آن شد. به همین ترتیب، هنگامی که ژل با قرار گرفتن در معرض یک منبع نور قوی گرم می شود، کوچک شده و باعث بسته شدن انگشتان می شود. اگرچه احتمالاً زائده‌ها در نقطه ای از حرارت آتش می گیرند، اما می توانند وزنه ای ۲۰۰ گرمی را در دمای محیط ۱۷۰ درجه سانتیگراد بدون سوختن بلند کنند.
چینگ می گوید: گیرنده رباتیک چوبی ما می تواند در پاسخ به رطوبت، تحریک حرارتی و نور، خود به خود کشیده و خم شود. همچنین دارای خواص مکانیکی خوبی بوده و قادر به انجام تغییر شکل های پیچیده، محدوده دمای کاری گسترده، هزینه ساخت پایین و زیست سازگار است. این ویژگی های منحصر به فرد آن را از جایگزین های معمولی متمایز می کند.
به گزارش سیناپرس، چینگ در پایان گفت: قدرت چنگ زدن و رها کردن گیره های رباتیک چوبی را می توان با طراحی برخی دستگاه ها و تجهیزات کمکی ارتقا داد. برای مثال، می توان برخی از سیم‌ها را به چوب اضافه کرد تا خمش را تحت یک ولتاژ خارجی برای گرم کردن سیم‌ها تکمیل کند یا می توان یک صفحه گرمایشی در نزدیکی گیره چوب قرار داد تا خم شود.
شرح کامل این تحقیق در مقاله ای در مجله Advanced Materials منتشر شده است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
No tags for this post.
