Kirigami Robotic Grippers Raw Egg Yolk 180x101 1
Thông tin công nghệ

Kirigami Robotic Grippers Đủ tinh tế để nâng lòng đỏ trứng sống mà không làm vỡ chúng

Các nhà nghiên cứu kỹ thuật từ Đại học Bang North Carolina đã chứng minh một loại gắp robot mới, linh hoạt có thể nâng lòng đỏ trứng mỏng manh mà không làm vỡ chúng và đủ chính xác để nâng một sợi tóc của con người. Nhà cung cấp hình ảnh: Jie Yin, Đại học Bang North Carolina

Các nhà nghiên cứu kỹ thuật từ Đại học Bang North Carolina đã chứng minh một loại gắp robot mới, linh hoạt có thể nâng lòng đỏ trứng mỏng manh mà không làm vỡ chúng và đủ chính xác để nâng một sợi tóc của con người. Công trình có ứng dụng cho cả công nghệ robot mềm và y sinh.

Tác phẩm dựa trên nghệ thuật gấp giấy kirigami, bao gồm cả việc cắt và gấp các tấm vật liệu hai chiều (2D) để tạo thành các hình ba chiều (3D). Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới liên quan đến việc sử dụng kirigami để chuyển đổi các tấm 2D thành cấu trúc 3D cong bằng cách cắt các khe song song trên phần lớn vật liệu. Hình dạng cuối cùng của cấu trúc 3D được xác định phần lớn bởi ranh giới bên ngoài của vật liệu. Ví dụ: một vật liệu 2D có ranh giới hình tròn sẽ tạo thành hình 3D hình cầu.

Yaoye Hong, tác giả đầu tiên của bài báo về công trình này và là Tiến sĩ cho biết: “Chúng tôi đã xác định và chứng minh một mô hình cho phép người dùng làm việc ngược lại. sinh viên tại NC State. “Nếu người dùng biết họ cần loại cấu trúc 3D, cong nào, họ có thể sử dụng phương pháp tiếp cận của chúng tôi để xác định hình dạng ranh giới và kiểu khe hở mà họ cần sử dụng trong vật liệu 2D. Và việc kiểm soát bổ sung cấu trúc cuối cùng được thực hiện bằng cách kiểm soát hướng vật liệu được đẩy hoặc kéo. ”

“Kỹ thuật của chúng tôi khá đơn giản hơn một chút so với các kỹ thuật trước đây để chuyển đổi vật liệu 2D thành cấu trúc 3D cong và nó cho phép các nhà thiết kế tạo ra nhiều loại cấu trúc tùy chỉnh từ vật liệu 2D,” Jie Yin, tác giả tương ứng của bài báo và là phó giáo sư cho biết về kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại NC State.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh công dụng của kỹ thuật này bằng cách tạo ra những chiếc kẹp có khả năng gắp và nâng các vật thể khác nhau, từ lòng đỏ trứng đến tóc người.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng kỹ thuật của chúng tôi có thể được sử dụng để tạo ra các công cụ có khả năng cầm nắm và di chuyển ngay cả những vật cực kỳ mỏng manh,” Yin nói.

“Máy kẹp thông thường nắm chắc một vật – chúng nắm lấy vật bằng cách tạo áp lực lên chúng,” Yin nói. “Điều đó có thể gây ra vấn đề khi cố gắng nắm chặt các vật dễ vỡ, chẳng hạn như lòng đỏ trứng. Nhưng về cơ bản, bộ kẹp của chúng ta sẽ bao quanh một vật và sau đó nâng nó lên – tương tự như cách chúng ta dùng tay ôm chặt một vật. Điều này cho phép chúng tôi ‘cầm nắm’ và di chuyển ngay cả những vật thể mỏng manh mà không làm mất đi độ chính xác. “

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng có một loạt các ứng dụng tiềm năng khác, chẳng hạn như sử dụng kỹ thuật này để thiết kế các công nghệ y sinh phù hợp với hình dạng của khớp – giống như đầu gối của con người.

“Hãy nghĩ đến băng thông minh hoặc thiết bị giám sát có khả năng uốn cong và di chuyển bằng đầu gối hoặc khuỷu tay của bạn,” Yin nói.

Yin nói: “Đây là công trình bằng chứng cho thấy kỹ thuật của chúng tôi hoạt động hiệu quả. “Hiện chúng tôi đang trong quá trình tích hợp kỹ thuật này vào các công nghệ robot mềm để giải quyết những thách thức trong công nghiệp. Chúng tôi cũng đang khám phá cách kỹ thuật này có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị có thể được sử dụng để chườm ấm cho đầu gối của con người, thiết bị này sẽ có các ứng dụng điều trị.

“Chúng tôi sẵn sàng làm việc với các đối tác trong ngành để khám phá các ứng dụng bổ sung và tìm cách chuyển phương pháp tiếp cận này từ phòng thí nghiệm sang sử dụng thực tế.”

Tham khảo: “Các tờ giấy kirigami tạo hình có thể lập trình được có hướng dẫn theo độ cong” của Yaoye Hong, Yinding Chi, Shuang Wu, Yanbin Li, Yong Zhu và Jie Yin, ngày 26 tháng 1 năm 2022, Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-022-28187-x

Bài báo sẽ được xuất bản trên tạp chí Nature Communications vào ngày 26 tháng 1. Bài báo được đồng tác giả bởi Yong Zhu, Giáo sư xuất sắc về Cơ khí và Hàng không vũ trụ của Andrew A. Adams tại NC State; và Yinding Chi, Shuang Wu, Yanbin Li, tất cả đều là Tiến sĩ. sinh viên tại NC State. Công trình được thực hiện với sự hỗ trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia theo các khoản tài trợ 2005374 và 2013993.

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.