Farklı şekiller almak üzere programlanabilen yumuşak bir manyetik piksel robotu

Kredi: Zhao ve ark.

Manyetik yumuşak robotlar, kendilerine bir manyetik alan uygulandığında şekil değiştirebilen veya farklı eylemler gerçekleştirebilen sistemlerdir. Bu robotlar, kablosuz sürücü, yüksek esneklik ve sonsuz dayanıklılık dahil olmak üzere çok sayıda avantajlı özelliğe sahiptir.

Gelecekte, mikro ölçekli manyetik yumuşak robotlar çeşitli ortamlarda uygulanabilir; örneğin, insanların çevreyi izlemelerine veya biyomedikal prosedürleri uzaktan gerçekleştirmelerine yardımcı olmak. Ancak şimdiye kadar geliştirilen sistemlerin çoğu yalnızca basit görevleri tamamlayabilir ve sınırlı sayıda şekil alabilir.

Çin Bilimler Akademisi’ndeki araştırmacılar, son zamanlarda şekil programlanabilir manyetik yumuşak robotlar oluşturmak için yeni bir teknik geliştirdiler. arXiv’de önceden yayınlanan ve CCIR2021 konferansında sunulan bir makalede ana hatlarıyla belirtilen bu teknik, şekilleri değiştirebilen ve çeşitli eylemleri veya görevleri tamamlayabilen manyetik piksellere dayalı yeni bir robot oluşturmalarına olanak sağladı.

Araştırmayı yürüten araştırmacılardan biri olan Ran Zhao Techxplore’a verdiği demeçte, “İster yumuşak ister sert manyetik malzemelere dayalı olsunlar, çoğu yumuşak robotun manyetizasyon süreci, üretim süreciyle bağlantılıdır” dedi. “Başka bir deyişle, robotlar, kontrol üniteli geleneksel robotlar gibi programlar aracılığıyla işlevlerin yeniden yapılandırılmasını gerçekleştiremezler. Bu, manyetik yumuşak robotların gerçek dünya ayarlarına uygulanabilmeleri için uzun bir yolu olduğu anlamına gelir.”

Zhao ve meslektaşları tarafından tanıtılan yeni yaklaşım, tekrar tekrar programlanabilen manyetik yumuşak robotların oluşturulmasını sağlıyor. Bu yaklaşımın arkasındaki temel ilke, robotları imal etmek için kullanılan manyetik parçacıkları faz geçiş malzemelerine sarmaktır.

Zhao, “Sıcaklığı değiştirerek, manyetizasyon profillerini gerektiği gibi art arda ‘yazabilir’ ve ‘silebiliriz’, dedi. “Bizim yaklaşımımızı kullanarak yeniden programlanabilir bir manyetik yumuşak robot ürettik. Elastomerdeki manyetizasyon profilini değiştirerek robot farklı tepki eylemleri üretebilir.”

Farklı şekiller almak üzere programlanabilen yumuşak bir manyetik piksel robotu

Kredi: Zhao ve ark.

Zhao ve meslektaşları tarafından oluşturulan robot, manyetik piksellerden, sıvı metal ve neodimyum mıknatıs (NdFeB) içeren partiküllerin yanı sıra silikondan yapılmış elastik bir matristen oluşuyor. Araştırmacılar, lazer destekli ısıtma olarak bilinen bir işlem kullanarak manyetik piksellerin her birini ayrı ayrı manyetize ettiler.

Zhao, “Yumuşak robotumuzun tepki eylemleri ve işlevleri, programlama yoluyla yeniden yapılandırılabilir.” Dedi. “Bağımsız bir manyetizasyon profili olarak tek bir piksel veya birden çok piksel kullanabiliriz; böylece robotumuzun ölçeği geniş bir aralığa yayılabilir. Manyetik pikseller arasına esnek menteşeler ekleyerek, yumuşak robotun benzersiz bir sertleştirme işlevine sahip olmasını sağlıyoruz.”

Araştırmacılar tarafından oluşturulan robot, sadece ‘sert gövde’ moduna geçerek sabit bir şekli koruyabiliyor. Ayrıca hem manyetizasyonu hem de sertliği kolayca programlanabilir.

Zhao, “Oluşturduğumuz teknik, manyetik yumuşak robotumuzun işlevlerini yeniden yapılandırmasına ve farklı görevlerin ihtiyaçlarını karşılamak için yumuşak form ile sert form arasında serbestçe geçiş yapmasına olanak tanıyor.” Dedi. Manyetik yumuşak robotun belirli bir “zekası” vardır, bu nedenle yürütebileceği görevlerin kapsamı büyük ölçüde artırılmıştır.”

Gelecekte, manyetik kodlama tekniği yumuşak manyetik robotlar oluşturmak için kullanılabilir. Zhao ve meslektaşları, bir origami yapısına dayalı birkaç manyetik yumuşak robot oluşturmak için onu kullanarak potansiyelini zaten gösterdiler.

Çalışmaları, büyük ölçekte manyetik, yeniden kullanılabilir ve yumuşak robotlar üretmenin fizibilitesini vurgular. Bu robotlar özellikle çevresel izleme, ilaç taşıma ve in vivo örnekleme uygulamaları için faydalı olabilir.

Zhao, “Bir sonraki adım olarak robotun boyutunu daha da küçülteceğiz ve 3 boyutlu bir yapı tasarlamaya çalışacağız.” “Evrensel teknolojinin gelişiminin, mikro manyetik yumuşak robotun laboratuvardan ticari uygulamaya en kısa sürede geçmesine yardımcı olacağına inanıyoruz.”


En usta robotlar için modüler bir yapı platformu


Daha fazla bilgi:
Ran Zhao, Hanchen Yao, Houde Dai, Şekil programlanabilir manyetik piksel yumuşak robot. arXiv:2111.00422v2 [cs.RO], arxiv.org/abs/2111.00422

© 2021 Bilim X Ağı

Alıntı: 19 Kasım 2021 tarihinde https://techxplore.com/news/2021-11-soft-magnetic-pixel-robot.html adresinden alınan farklı şekiller alacak şekilde programlanabilen yumuşak bir manyetik piksel robot (2021, 19 Kasım)

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.





#Farklı #şekiller #almak #üzere #programlanabilen #yumuşak #bir #manyetik #piksel #robotu