از چاپ تا چنگزدن در یک مرحله؛ فناوری تازه هاروارد قواعد رباتیک نرم را تغییر داد
محققان دانشگاه هاروارد از توسعه یک روش نوین چاپ سهبعدی خبر دادهاند که به رباتهای نرم امکان میدهد بدون نیاز به قالبسازی یا مونتاژ بهصورت از پیشقابلپیشبینی خم شوند، بچرخند و اشیا را بگیرند.
به گزارش interestingengineering، مهندسان هاروارد روشی جدید برای چاپ سهبعدی ارائه کردهاند که در آن حرکت مستقیما در ساختار رباتهای نرم تعبیه میشود. در این فناوری بهجای استفاده از قالبها، ریختهگری لایهای و کانالهای هوایی سطحی که معمولا فرآیند ساخت را پیچیده و زمانبر میکند، کل سازه در یک مرحله چاپ میشود و رشتههای انعطافپذیری با کانالهای توخالی دقیق درون آن شکل میگیرد. با تزریق هوا به این کانالها ساختار در جهتهای از پیشبرنامهریزیشده تغییر شکل میدهد.
این پروژه به رهبری جکسون ویلت دانشجوی تحصیلات تکمیلی و ناتالی لارسون پژوهشگر پسادکتری سابق در آزمایشگاه جنیفر لوئیس در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جانای. پالسون هاروارد انجام شده است. تیم تحقیقاتی با ترکیب چند فناوری چاپی پیشین یک راهبرد ساخت یکپارچه طراحی کردهاند که امکان تغییر سریع طرحها را بدون نیاز به ساخت قالبهای جدید فراهم میکند.
هسته اصلی این روش چاپ سهبعدی چندمادهای چرخشی است؛ فرایندی که با استفاده از یک نازل، چند ماده را همزمان چاپ میکند. پژوهشگران با چرخاندن نازل در حین چاپ میتوانند جایگیری مواد مختلف را درون هر رشته با دقت بالا کنترل کنند و در نتیجه مسیر حرکت و نحوه تغییر شکل ربات را از قبل تعیین کنند.
در این روش پوسته بیرونی از پلییورتان مقاوم ساخته میشود و هسته داخلی از یک پلیمر ژل مانند مشابه مواد مورد استفاده در برخی محصولات مراقبت از مو تشکیل شده است. پس از سخت شدن پوسته، ژل داخلی شسته و حذف میشود و کانالهای توخالی باقی میمانند. این کانالها نقش مسیرهای پنوماتیکی داخلی را دارند و با اعمال فشار هوا موجب خمشدن، پیچش یا انقباض سازه میشوند. پژوهشگران اعلام کردند که با تغییر سرعت چرخش نازل، نرخ جریان و هندسه چاپ میتوان اندازه و جهت کانالها را با دقت بالا تنظیم کرد.
برای نمایش قابلیتهای این فناوری تیم تحقیقاتی یک عملگر مارپیچی شبیه گل چاپ کرد که هنگام تزریق هوا باز و جمع میشود. همچنین یک گیره دستمانند با پنج انگشت و مفاصل مشخص تولید شد که نشان میدهد حرکات پیچیده و مفصلی را میتوان در یک مرحله چاپ ایجاد کرد.
به گفته پژوهشگران استفاده از مواد انعطافپذیر و بالقوه زیستسازگار کاربردهای این فناوری را در حوزههایی مانند رباتهای جراحی، تجهیزات کمکی، رابطهای انسان–ماشین و ابزارهای تولید نرم برای جابهجایی اشیای حساس افزایش میدهد. آنها معتقدند این روش رویکرد تازهای در طراحی رباتهای نرم ارائه میکند؛ زیرا عملکرد حرکتی مستقیما در ماده چاپی تعبیه میشود نه اینکه در مراحل بعدی به آن افزوده شود.
نتایج این پژوهش در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.
انتهای پیام/
