211service.com
Sienas kāpšanas robots
Pētnieki ir radījuši robotu, kas spēj uzskriet pa sienu tikpat gludu kā stikls un uzskriet uz griestiem ar ātrumu seši centimetri sekundē. Pašlaik robots izmanto sausu elastomēra līmi, bet pētnieku grupa uz kājām pārbauda jaunu gekonveidīgu, īpaši lipīgu šķiedru, kam vajadzētu padarīt to piecas reizes lipīgāku.
Kāpšana pa sienām: Kad robota motors griežas, tā aste piespiežas pret virsmu, un tā trīsstūrveida kājas griežas uz priekšu (a). Tā priekšējām pēdām saskaroties ar virsmu, motora griezes moments, ko rada astes saskare ar virsmu, nospiež priekšējās pēdas pret virsmu, vienlaikus atvelkot aizmugurējās pēdas (b). Kad spēks, kas iedarbojas uz aizmugurējo pēdu, sasniedz kritisko punktu, tas atdalās no virsmas, un robots soļo uz priekšu (c).
Tas nav pirmais robots, kas izmanto šķiedrām līdzīgas sausas līmvielas, lai pieliptu pie virsmām, saka Metins Sitti , mašīnbūves docents, kurš vadīja pētījumu Kārnegija Melona universitātes (CMU) Robotikas institūtā Pitsburgā. Taču šim robotam vajadzētu izrādīties ar daudz lielāku pielīmēšanas spēku, pateicoties šķiedrām, kas ir divreiz lipīgākas nekā tās, ko izmanto gekoni.
Šādus robotus, cita starpā, varētu izmantot, lai pārbaudītu, vai kosmosa kuģu korpusi nav bojāti, un to lipīgums nodrošina, ka tie paliek piestiprināti.
Papildus lipīgajām pēdām robots izmanto divas trīsstūrveida riteņiem līdzīgas kājas, katrā no kurām ir trīs pēdu spilventiņi, un asti, lai tas varētu pārvietoties ar ievērojamu veiklību salīdzinājumā ar citiem robotiem, saka Sitti. Tas var ne tikai ļoti strauji pagriezties, bet arī tā jaunais dizains ļauj to ļoti viegli pārvietot no grīdas uz sienu un no sienas līdz griestiem.
Multivide
Skatieties robotu, kas kāpj sienā
Tas ir ļoti kompakts un tam ir lieliska manevrēšanas spēja, saka Marks Kutkoskis , mašīnbūves profesors un Kalifornijas Stenfordas universitātes Dizaina pētniecības centra līdzdirektors. Tas ir praktisks risinājums kāpšanai.
Gekoni spēj pieķerties virsmām, pateicoties ļoti smalkām, matiņiem līdzīgām struktūrām uz viņu pēdām, ko sauc par sēnēm. Šīs leņķiskās šķiedras sadalās vēl smalkākās šķiedrās pretī to galiem, piešķirot gekona pēdai lāpstiņai līdzīgu izskatu. Šīm gala šķiedrām ir neticami vāji starpmolekulārie spēki, kas jāpateicas par to adhēziju: pievilcīgie spēki darbojas starp šķiedru galiem un virsmu, pie kuras tās pielīp. Atsevišķi spēki ir niecīgi, taču, tā kā balsti veido tik augstus saskares laukumus ar virsmām, spēki summējas.
Dažu pēdējo gadu laikā vairākas pētnieku grupas ir izgatavojušas šķiedru struktūras, kas paredzētas sēņu atdarināšanai. Bet Sitti grupa ir mēģinājusi uzlabot gekona dizainu. Izmantojot mikroapstrādes paņēmienus, Sitti un viņa kolēģi izveidoja šķiedras, kuru diametrs bija tikai četri mikrometri – par divām kārtām mazākas nekā citos robotos izmantotās šķiedras. Šī lieluma atšķirība rada ievērojamu atšķirību, saka Sitti. Tas ir tāpēc, ka šķiedru samazināšana palielina to saskari ar virsmu un tādējādi uzlabo adhēziju.
Izmantojot komerciālās elastomēra līmes, robots jau var uzkāpt daudz veiklāk nekā jebkurš cits robots. Taču šķiedrām vajadzētu ļaut robotam uzkāpt pat pa nelīdzenām virsmām, saka Sitti. Tomēr, tikko integrējot tos robotā, pētniekiem tas vēl ir jāpierāda.
Viens no izaicinājumiem, kā likt robotam pieķerties sienām, ir atrast veidu, kā izdarīt pietiekamu spiedienu, lai tās pieliptu. Jaunais CMU robots to apstrādā, izmantojot asti. Jebkurā brīdī vismaz divi no sešiem pēdu spilventiņiem saskaras ar virsmu, tāpat kā aste, kas ir noslogota ar atsperi, lai tā vienmēr spiedīsies pret virsmu, pat atrodoties pie griestiem.
Tomēr, izstrādājot šos materiālus, pētniekiem joprojām ir jāatrisina daži jautājumi, saka Andrē Geims , kondensēto vielu fizikas profesors Mančestras Universitātē Apvienotajā Karalistē, kurš ir arī izgatavojis setaeveida struktūras. Viņš saka, ka neviens vēl nav paskaidrojis, kāpēc gekoni vispirms var skriet pa zemes ceļu, savācot putekļus, un pēc tam kaut kā uzkāpt pa sienām. Tas ir galvenais šķērslis.
Cutkosky piekrīt, ka ir jāveic vairāk pētījumu par gekonu pašattīrīšanās spējām. Pasaule ir netīra, un roboti nevar apstāties, lai ik pēc dažiem metriem mazgātu kājas, viņš saka.