تیمی از محققان کالیفرنیا یک گیرنده رباتیک را ایجاد کرده اند که ترکیبی از خصوصیات چسبنده انگشتان گکو و قابلیت سازگاری روبات های نرم دارای هوای هوا برای درک انواع بسیار وسیع تری از اشیاء است.

محققان یافته های خود را در کنفرانس بین المللی رباتیک و اتوماسیون 2018 از 21 تا 25 مه در بریزبن استرالیا ارائه می دهند. پنجه می تواند به 45 پوند بلند. و می تواند برای درک اشیاء در طیف گسترده ای از تنظیمات ، از کف کارخانه گرفته تا ایستگاه فضایی بین المللی استفاده شود.

Geckos به دلیل داشتن مکانیسم پیچیده و پیچیده در انگشتان پا به عنوان بهترین کوهنوردان طبیعت شناخته می شود. در کار قبلی ، محققان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه پیشرانش جت آن مکانیسم را با یک ماده مصنوعی به نام چسب الهام گرفته از ژکو بازسازی کردند . این ماده در درجه اول در سطوح صاف مانند دیوارها استفاده می شد. در کار فعلی ، محققان با مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو به نیروها پیوستند. این تیم انگشتان یک گیره گیر روباتیک نرم را با چسب gecko پوشش داده و به آن اجازه می دهد تا بر روی طیف گسترده ای از اشیاء ، از جمله لوله ها و لیوان ها ، یک چسبندگی محکم تر داشته و در عین حال قادر به کنترل اشیاء خشن مانند سنگ ها باشد. گیربکس همچنین می تواند اشیاء را در موقعیت های مختلف به دست آورد ، به عنوان مثال گرفتن یک لیوان در زوایای مختلف.

محققان نشان دادند كه گیرنده می تواند اشیاء خشن ، متخلخل و کثیف مانند سنگ های آتشفشانی را درک و دستکاری کند - کاری که معمولاً برای چسب های ژکو چالش برانگیز است. همچنین قادر به برداشتن قطعاتی از لوله بزرگ و استوانه ای بود - کاری که معمولاً برای گیربکس های نرم روباتیک دشوار است.

پاول گلیک ، نویسنده اول مقاله و دکتری گفت: "ما فهمیدیم که این دو مؤلفه ، روباتیک نرم و چسب های ژکو ، یکدیگر را کاملاً خوب مکمل می کنند." دانشجو در آزمایشگاه طراحی و طراحی Robotics Bioinspired در دانشکده مهندسی جاکوبز در UC سن دیگو.

این گکو یکی از بهترین کوهنوردان طبیعت است که به لطف میلیون ها موی میکروسکوپی ، دارای ویژگی هایی در حدود 20 تا 30 برابر کوچکتر از موی انسان است که به آن اجازه می دهد تقریباً بر روی هر سطح صعود کند. موها در نانوساختارهای ریز و درشتی متوقف می شوند که در سطح اتمی با مولکولهای روی سطح ارتباط برقرار می کنند. این تعامل ، تحت تأثیر آنچه که از نیروهای Van van Waals نامیده می شود ، باعث می شود که انگشتان پا را در صورت لزوم به راحتی وصل و جدا کنید. محققان JPL از مواد مصنوعی و آرایه های مشابه از خصوصیات میکروسکوپی برای مهار قدرت نیروهای ون در وال استفاده می کنند و نشان دادند که این چسب ها بسیاری از همان خواص انگشتان پا را در حیوانات دارند که از آنها الهام می گیرد.

از آنجا که چسب های ژکو از تعامل مولکولی بین سطوح تغذیه می شوند ، در صورت داشتن سطح تماس زیاد ، آنها به بهترین وجه کار می کنند. پوشاندن قسمت داخلی انگشتان رباتیک نرم با این چسب ها باعث می شود حداکثر سطح سطح تماس با آنها به حداکثر برسد و از چسبیدن بهتری برخوردار شود.

تیم مهندسی در این مقاله دو مشکل مختلف را حل می کند.

محققان نسخه کمی اصلاح شده را روی بازوی روباتیک در JPL نصب کردند. آنها نشان دادند كه قادر به بلند کردن 45 پوند است. اعتبار: JPL
نخست ، محققان UC San Diego تصمیم گرفتند كه انگشتان گیر رابط ثابت با سطح هر جسم حفظ كند. یک مشکل شایع در انگشتان نرم هوا است که در هنگام تورم تمایل به برآمدگی در وسط دارند و این تماس سطح را کاهش می دهد .

گلیک از دهه 1970 مطالعه ای را یافت که معادلات لازم برای حل مسئله را در فرایند طراحی ارائه می داد. این به محققان این امکان را می دهد تا گیرنده ، نیروهای صحیح را در کل طول انگشتان به کار گیرند.

ثانیا ، محققان بر توزیع نیروها روی سطحی که صاف نیستند برای بهینه سازی عملکرد چسب های الهام گرفته از ژکو متمرکز شدند. محققان راهی را برای توزیع نیرو در امتداد یک چنگک نرم و انعطاف پذیر ، ضمن حفظ دقت ساخت مورد نیاز چسب ها ، پیدا کردند.

تیم این کار را با استفاده از پارچه ای با استحکام بالا که در انگشت تعبیه شده است انجام داد که به راحتی خم می شود اما در برابر کشش برای مقاومت در برابر بارهای بزرگتر مقاومت می کند. انگشتان محکم به پایه بستند ، که باعث می شود سیلیکون به راحتی کشیده از تغییر شکل فراتر از آنچه لازم است باشد. این ترکیب از مواد نرم و سفت به شما امکان می دهد تا در حالی که در مقابل نیروهای بزرگ مقاومت می کند ، گیربکس را با بسیاری از اشیاء مطابقت دهد.