Objev by mohl vést k robotům s vlastním pohonem. Používají pouze tok energie z jejich prostředí

Vědci financovaní armádou objevili, jak stavět materiály se schopností sebehodnocení tím, že umožňují materiálům pohyb bez motoru nebo ruky.

Vědci z University of Massachusetts Amherst objevili, jak vyrobit materiály, které jsou gravitační a regenerativní, a spoléhat se pouze na tok energie z jejich prostředí. Tento výzkum byl publikován Přírodní materiály : Financováno americkou armádou, může umožnit budoucím vojenským robotům pohybovat se z vlastní energie.

„Tato práce je součástí většího disciplinárního úsilí o porozumění biologicko-inženýrským impulzivním systémům, které budou tvořit základ rozsáhlých metod generování materiálů pro mechanické operace, energeticky úsporné struktury a materiály,“ řekl Dr. Ralph Antenien, armáda Výzkumný důstojník. Vedoucí úřadu, člen velení US Army Combat Capability Development Command, nyní známého jako DEVCOM, armádní výzkumná laboratoř. „Práce bude mít nespočet možných budoucích aplikací v motorových systémech armády և Dod և motoru..“

Vědci objevili fyziku v rutinním experimentu, který zahrnoval sušení gelové vrstvy. Vědci zjistili, že když dlouhá elastická gelová vrstva ztratí svou vnitřní tekutinu v důsledku odpařování, vrstva se pohne. Většina pohybů byla pomalá, ale často byla rychlejší.

Vědci objevují, jak vyrobit materiály, které jsou gravitační a regenerativní, a spoléhají se pouze na tok energie z jejich prostředí. Tento výzkum by mohl umožnit budoucím vojenským robotům, aby mohli uvolňovat svou vlastní energii. Půjčka Yongjin Kim, UMass Amherst

Tyto rychlejší pohyby byly mimořádnými nestabilitami, ke kterým docházelo i poté, co se kapalina odpařovala. Další studie ukázaly, že vejce materiálu je silné, vrstvy se mohou zotavit a pokračovat v pohybu.

„Mnoho rostlin, zvířat, zejména malých, používá speciální součásti, které fungují jako pružiny a západky, aby jim pomohly pohybovat se opravdu rychle, mnohem rychleji než jen zvířata se svaly,“ řekl Dr. Al Crosby, profesor polymerní vědy a inženýrství.: Vysoká škola přírodních věd, UMass Amherst. „Takové rostliny Venuše „Mucholapky jsou dobrým příkladem tohoto typu pohybu, stejně jako kobylky a pasti mravenci v živočišné říši.“

Nestabilita aplikace je způsob, jakým příroda kombinuje pružinu a ventil, které se běžněji používají v malých robotech, k rychlému pohybu v jiných zařízeních, jako jsou gumové máky, za účelem vytvoření takových hraček.

„Většina těchto záchytných zařízení však potřebuje k udržení pohybu motor nebo lidskou ruku,“ řekl Crosby. „V důsledku tohoto objevu mohou existovat různé aplikace, které nevyžadují, aby baterie nebo motory fungovaly na palivo.“

Vědci objevují, jak mohou budoucí vojenští roboti získávat vlastní energii. Uznání: Yongim Kim, UMass Amherst

Poté, co se tým naučil základní fyziku sušení stuh, tým experimentoval s různými způsoby, jak najít ty, kteří s největší pravděpodobností budou reagovat očekávanými způsoby – pohyboval by se mnohokrát, aniž by restartoval motor nebo ruku. Tým dokonce ukázal, že transformované vrstvy mohou fungovat, například samy vylézt po žebříku.

„Tyto lekce ukazují, jak materiály mohou generovat silný pohyb pomocí svých interakcí s okolním prostředím, jako je odpařování. Lze je použít k návrhu nových robotů, zejména malých, když je obtížné mít motor, baterii nebo jiný zdroj energie.“ prameny “. Řekl Crosby.

Výzkumný tým koordinuje armádní výzkumnou laboratoř DEVCOM za účelem přenosu a přenosu těchto znalostí do budoucích armádních systémů.

Odkaz. Yongjin Kim, ay ey van den Bergi և Alfred C. Crosby „Autonomní křehké polymerní gely pro skákání“, 2021. 1. února Přírodní materiály,
DOI: 10.1038 / s41563-020-00909-w: