Разработка самоубийственного материала для робототехники следующего поколения

Поле робототехники резко изменилось в этом столетии с особым вниманием к мягкой робототехнике. В этом контексте развертываемые структуры, вдохновленные оригами с компактным хранением и эффективными функциями развертывания, получили известность в аэрокосмической, архитектурной и медицинской областях.

До сих пор эксперты в основном использовали бумагу, тонкое стекло и полимеры в качестве складных материалов для таких применений. Тем не менее, укрепленный волокно-полимер (FRP)-современная альтернатива-оставляет недооценен с точки зрения точности и надежности процесса изготовления.

Обращаясь к этому разрыву в знаниях, команда ученых из Национального университета Пусан, возглавляемой Донг Ги Сонг, доцентом кафедры полимерной науки и инженерии, предложила процесс дозирования мультирезина для изготовления FRP, который сочетает в себе жесткие и гибкие эпоксидные смолы, что позволяет определить точное паттерн механических свойств в монолитической структуре.

Их работа была опубликована в Композиты Часть B: ИнжинирингПолем

Доктор Сеонг говорит: «Наша роман и эффективная техника для изготовления составные материалы Это обеспечивает гибкое изгиб при сохранении сильных структурных производительности-прогресса, о котором ранее не сообщалось в литературе,-подтверждает ограничения традиционных систем однорезиновых и ручных процессов, что обеспечивает селективный контроль жесткости и гибкости в монолитном композите ».

Таким образом, исследователи достигают гибкого изгиба, не ставя под угрозу структурная целостность Требуется для расширенных развертываемых структур в различных приложениях, включая приложения с жесткой робототехникой. Они демонстрируют потенциал своего подхода для производства прочных, высокопроизводительных композитов FRP посредством успешного изготовления триангулированной цилиндрической структуры оригами.

Эти композиты демонстрируют модуль изгиба 6,95 ГПа в жестких срезах и 0,66 ГПа в складываемых срезах с радиусом изгиба менее 0,5 мм, обеспечивая как гибкость, так и стабильность в повторяющихся циклах с высокой толерантностью к деформации.

Кроме того, изготовленная конструкция является легкой, механической устойчивой и способной к сложным движениям, таким как разгибание, сжатие, изгиб, скручивание и развертывание, что делает его идеальным для широкого спектра применений.

По словам доктора Сонга, их инновации могут привести к значительным прорывам в различных футуристических областях науки и техники. «Его приложения включают роботизированные детали, в том числе соединения для создания робота, подобного трансформаторам, развертываемых деталей для космических приложений, таких как развертываемые солнечные батареи и космический корабль солнечного плавания, складываемые и свертываемые подложки электроники или чехлы, Архитектурные дизайны для палаток, военных или аварийные убежищаа также трансформируемые колеса для транспортных средств следующего поколения ».

Это исследование закладывает основу для компактно хранимых структур, которые могут быть точно развернуты, и сохраняют их механическую долговечность, что приводит к долгосрочным социальным воздействиям, включая, помимо прочего, повышенную надежность аварийных палаток и носимое защитное оборудование для оборудования для Ответ о бедствии и повышение эффективности транспорта для спутниковых систем с низкоземной орбитами, ускоряя глобальный развертывание космического Интернета.

В долгосрочной перспективе предложенная технология может проложить путь для приложений в робототехнике, где унифицированные жесткие структуры могут обеспечивать силовые костюмы, гуманоидные суставы и адаптивную электронику, а также направлять жизнеспособный выбор материала для трансформируемых колес и адаптивных структур, что обеспечивает энергоэффективные системы мобильности по сравнению с более тяжелыми металлическими компонентами.

В конечном счете, эта работа может послужить основой для технологий следующего поколения, которые требуют как развертываемости, так и долговечности в повседневной жизни.