Generel

Ingeniører opfinder nyt aktiveringsmateriale, der kan erstatte motorer i fremtidige robotter


Et team af mekaniske ingeniører ved University of Hong Kong introducerede et revolutionerende aktiveringsmateriale, der kan drives ved hjælp af synligt lys, elektricitet og andre stimuli såsom varme og fugt uden yderligere fabrikationsprocedurer. Nikkelhydroxid - Oxyhydroxid, det nye materiale reagerer øjeblikkeligt på stimuli og producerer en kraft gennem deformation, der svarer til 3000 gange sin egen vægt.

Der foregår omfattende forskning i udvikling af nye aktiveringsmaterialer, specielt til brug i robotter, der for det meste er motordrevne. Motorerne gør systemet imidlertid voluminøst kompliceret til at fungere.

Det nyeste aktiveringsmateriale kan dog bruges til at udvikle mikro- og biomimetiske robotter, kunstige muskler og medicinsk udstyr, der kan betjenes trådløst. Dette vil reducere kompleksiteten forbundet med driften af ​​robotsystemet eller enheden betydeligt.

Aktivering er mulig med det nye materiale på grund af volumenændringen stimuleret af synligt lys med lave intensiteter. Ingeniørerne elektropletterede med vilje materialet på udvalgte områder af substratet for at tjene som en hængselaktuator til at løfte genstandene ved at bøje eller krølle i nærvær af lys.

I modsætning til de dyre lysdrevne materialer indeholder det nye nikkelhydroxid - oxyhydroxidmateriale for det meste nikkel, hvilket reducerede materialomkostningerne betydeligt. Ifølge undersøgelsen koster en typisk aktuator så lave som HKD 4 pr. Cm2 og er let at fremstille.

Da fremstillingen kun kræver elektroafsætning, tager fremstillingsprocessen mindre end 3 timer, hvilket gør det muligt at skalere op og fremstille materialet i branchen.

HKU-ingeniørerne demonstrerede evnen til det nye fundne materiale ved at integrere det i en "mini-arm", der består af to hængselaktuatorer. Efter belysning er armen let i stand til at løfte en genstand 50 gange dens vægt.

I en anden demonstration lavede forskerne en mini-gårobot med kun forben bøjet og retret i nærvær af lys, så den kunne bevæge sig mod lyskilden.

I betragtning af materialets revolutionerende kapacitet kan det anvendes i forskellige applikationer i fremtiden, specifikt til at udvikle mikro-robotter til redningsoperationer. Nikkelhydroxid - oxyhydroxid er også verdens første materielle system, der kan aktiveres af synligt lys og elektricitet uden behov for yderligere fabrikationsproces.

Forskerne foreslog også, at med de iboende aktiveringsegenskaber af dette materiale er det muligt at udvikle kunstige muskler, der kan sammenlignes med pattedyrs skeletmuskler ved at skalere fabrikationen op. Forskningen åbner også nye muligheder for yderligere at undersøge den lysinducerede aktiveringsadfærd for hydroxid-oxyhydroxider, som tilsyneladende aldrig er blevet rapporteret før.

Denne bemærkelsesværdige undersøgelse blev ledet af professor Alfonso Ngan med et team af forskere fra Institut for Mekanik ved HKU. Deres forskning blev for nylig offentliggjort i Journal of Science Robotics.


Se videoen: TV: Fremtidens hospital (September 2021).