Detectarea ar putea duce la roboți autopropulsați – folosind doar fluxul de energie din mediul lor

De

Cercetătorii finanțați de armată descoperă cum să facă materiale capabile de autopropulsie, permițând materialelor să se miște fără motoare sau mâini. Credit: Yongjin Kim, UMass Amherst

Cercetătorii finanțați de armată au descoperit cum să facă materiale capabile de autopropulsie, permițând materialelor să se miște fără motoare sau mâini.

Cercetătorii de la Universitatea din Massachusetts Amherst au descoperit cum să creeze materiale care se descompun și se recuperează singuri, bazându-se exclusiv pe fluxul de energie din mediul lor. Această cercetare, publicată în Materiale naturale și finanțat de armata SUA, ar putea permite viitorilor roboți militari să se deplaseze din energia lor.

„Această lucrare face parte dintr-un efort multidisciplinar mai mare care urmărește să înțeleagă sistemele de impulsuri biologice și stabilite care vor pune bazele metodelor scalabile pentru generarea forțelor de acțiune mecanică și a structurilor și materialelor de conservare a energiei”, a spus Dr. șef, Biroul de Cercetare a Armatei, un element al Comandamentului pentru Dezvoltarea Capacității de Combatere a Armatei SUA, cunoscut acum sub numele de DEVCOM, Laboratorul de Cercetare al Armatei. „Lucrarea va avea o serie de aplicații potențiale în viitor în sistemele de activare și motivație ale armatei și DOD”.

Cercetătorii au descoperit fizica în timpul unui experiment de rutină care presupunea examinarea unei benzi de gel uscate. Cercetătorii au observat că atunci când banda elastică lungă de gel și-a pierdut fluidul intern din cauza evaporării, banda s-a schimbat. Majoritatea mișcărilor au fost lente, dar de fiecare dată, au accelerat.

Materiale care se rup și se refac

Oamenii de știință descoperă cum să producă materiale care se descompun și se recuperează singure, bazându-se exclusiv pe fluxul de energie din mediul lor. Această cercetare ar putea permite viitorilor roboți militari care sunt capabili să se miște cu propria energie. Credit: Yongjin Kim, UMass Amherst

Aceste mișcări mai rapide au fost instabilități premature care au continuat să apară pe măsură ce fluidul s-a evaporat în continuare. Studii suplimentare au constatat că forma materialului contează și că bretelele ar putea fi așezate singure pentru a-și continua mișcările.

„Multe plante și animale, în special cele mici, folosesc piese speciale care acționează ca arcuri și zăvoare pentru a le ajuta să se deplaseze foarte repede, mult mai repede decât animalele musculare singure”, a spus Dr. Al Crosby, profesor de științe și inginerie a polimerilor la Colegiul de Științe ale Naturii, UMass Amherst. „Plantelor le place Venus traverse sunt exemple bune ale acestui tip de mișcare, cum ar fi lăcustele și capcanele furnicilor maxilare din lumea animalelor. ”

Instabilitățile premature sunt o modalitate prin care natura poate combina un arc și un zăvor și sunt din ce în ce mai folosite pentru a crea mișcări rapide în roboți mici și alte dispozitive, precum și jucării, cum ar fi butoanele de cauciuc.

“Cu toate acestea, majoritatea acestor dispozitive de rupere au nevoie de un motor sau de o mână umană pentru a continua să se miște”, a spus Crosby. “Cu această descoperire, pot exista diferite aplicații care nu vor necesita baterii sau motoare pentru a muta combustibilul.”

Roboți autopropulsați

Oamenii de știință descoperă cum viitorii roboți militari ar putea să se miște singuri cu propria lor energie. Credit: Yongjim Kim, UMass Amherst

După ce a învățat fizica esențială din benzile de uscare, echipa a experimentat diferite forme pentru a le găsi pe cele care au cel mai probabil să reacționeze în modurile așteptate și care s-ar mișca în mod repetat fără niciun motor sau mâini pentru a le reseta. Echipa a arătat chiar că benzile remodelate ar putea face treaba, cum ar fi urcarea pe o scară pe cont propriu.

„Aceste lecții demonstrează modul în care materialele pot genera mișcări puternice utilizând interacțiuni cu mediul lor, cum ar fi prin evaporare, și sunt importante pentru proiectarea de noi roboți, în special în dimensiuni mici, unde este dificil să ai motoare, baterii sau alte surse de energie”. Spuse Crosby.

Echipa de cercetare se coordonează cu Laboratorul de Cercetare al Armatei DEVCOM pentru a transfera și transfera aceste cunoștințe către viitoarele sisteme ale Armatei.

Referință: „Gel de polimer autonom rupere și săritură” de Yongjin Kim, Jay van den Berg și Alfred J. Crosby, 1 februarie 2021, Materiale naturale.
DOI: 10.1038 / s41563-020-00909-w

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Un model agresiv bazat pe piață pentru dezvoltarea energiei de cuplare

Conceptul ARC Fusion Pilot Plant a fost dezvoltat la MIT ca o demonstrație a potențialului magneților supraconductori de temperatură înaltă de a reduce costurile...

Sug este mai important în cercetare decât potrivirea corectă a măștilor de față COVID

O echipă de cercetători care studiază eficacitatea diferitelor tipuri de măști de față a constatat că este cea mai bună protecție împotriva acesteia COVID-19,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.