Mikayla Yates
Passekmas objekto manipuliavimo srityje
Šiaurės Karolinos valstijos universiteto mokslininkai padarė žingsnius pirmyn technologijų srityje, kuri galėtų transformuoti mūsų sąveiką su trapiais objektais. Jie panaudojo kirigami – senovinį japonišką popieriaus meną – norėdami sukurti sistemą, galinčią judinti trapias medžiagas, tokias kaip želė ir skysčiai, be jokio fizinio kontakto.
Ši inovatyvi komanda siekia sumažinti savo technologiją, orientuodamasi į mažesnius objektus ir sumažintus skysčių tūrius. Kadangi robotikos sritis toliau vystosi, matome, kaip mašinos perima vis sudėtingesnius uždavinius. Tačiau iššūkis yra tvarkyti trapias, lengvai sugadinamas medžiagas ribotose erdvėse. Šiuo atveju kirigami įkvėpta metodika puikiai pasirodo.
Mokslininkai sprendė dvi reikšmingas problemas: nepaimtinų objektų judėjimą ir magnetinių laukų naudojimą ne magnetinių medžiagų manipuliavimui. Jie sukūrė unikalią „metaslaidą“, įterpdami magnetinius mikro daleles į elastingą polimerą, kuris buvo sudėtingai suprojektuotas naudojant kirigami technikas.
Taikydami magnetinį lauką, metaslaidų judesiai galėtų sukurti dinamiškas bangas, leidžiančias transportuoti skysčius ir kitus lengvus objektus per savo paviršių. Tokia tiksli judėjimo galimybė atveria naujas perspektyvas minkštosios robotikos ir gamybos srityse.
Ši revolucioninė tyrimų iniciatyva žada ateityje pritaikymus visur, pradedant sudėtingomis mokslinėmis programomis ir baigiant haptinių atsiliepimų gerinimu įrenginiuose, tokiuose kaip išmanieji telefonai ir žaidimų valdikliai. Jų atradimai buvo užfiksuoti žurnale „Science Advances“, pažymint reikšmingą žingsnį pirmyn ne kontaktinėje manipuliavimo technologijų srityje.
Revoliucija objekto manipuliavimo srityje: be kontaktinės technologijos ateitis
Nauja perspektyva be kontakto tvarkymui
Naujausi Šiaurės Karolinos valstijos universiteto mokslininkų pasiekimai pristatė revoliucingą būdą sąveikauti su trapiais objektais, naudojant kirigami – senovinio japonų popieriaus pjovimo meno – principus. Ši inovatyvi technologija suteikia galimybę manipuliuoti delikatomis medžiagomis – tokiomis kaip želė ir skysčiai – be jokio tiesioginio fizinio kontakto, pozicionuodama ją ne kontaktinių tvarkymo technologijų priešakyje.
Kirigami įkvėptos sistemos pagrindinės savybės
1. Unikali metaslaidų konstrukcija: Įdiegę magnetinius mikro daleles elastingame polimere ir naudodami tradicines kirigami technikas, mokslininkai sukūrė metaslaidą, galinčią dinamiškai judėti veikiant magnetiniams laukams.
2. Ne paimtinų objektų manipuliavimas: Ši metaslaidė gali judinti lengvus ir nepaimtinus medžiagas per savo paviršių, generuodama bangas, sprendžianti reikšmingas problemas, susijusias su trapiais objektais.
3. Magnetinio lauko naudojimas: Magnetinių laukų taikymas leidžia judėti net su ne magnetinėmis medžiagomis, kas yra didelis žingsnis į priekį manipuliuojant trapiais objektais be tiesioginio kontakto.
Panaudojimo atvejai ir programos
Šios technologijos pasekmės yra plačios, apimančios:
– Minkštoji robotika: Galimybė manipuliuoti trapiais objektais gali pagerinti robotų galimybes sveikatos priežiūros ir gamybos srityje, kur dažnai reikalinga delikati surinkimo darbų atlikimas.
– Pramoniniai taikymai: Ši technologija galėtų revoliucionizuoti procesus pramonėse, kurios susijusios su jautrių medžiagų tvarkymu, tokių kaip farmacijos ir elektronika.
– Vartotojų elektronika: Pagerintos haptinės atsiliepimo mechanizmai įrenginiuose, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose ir žaidimų valdikliais, galėtų pagerinti vartotojo patirtį per tobulintą taktilinį atsakymą.
Privalumai ir trūkumai
Privalumai
– Be kontakto technologija: Sumažina trapijų objektų sugadinimo riziką.
– Daugiaprasmė programa: Tinkama įvairioms sritims, įskaitant gamybą, medicinos prietaisus ir pramogas.
– Skalės dizainas: Galimybės miniatiūrinimui, leidžiančiam tiksliai manipuliuoti vis mažesniais objektais.
Trūkumai
– Dabartiniai apribojimai: Pirmiausia tinkama lengviems objektams ir mažesniems skysčių tūriams.
– Plėtros stadija: Technologija vis dar yra tyrimų etape, reikalaujanti tolesnio tobulinimo ir validavimo prieš komercinius taikymus.
Kainų nustatymas ir rinkos prognozės
Tęsiant tyrimus, galime tikėtis komercinimo potencialo. Nors specifiniai kainų duomenys dar nėra prieinami, automatizacijos ir pažangios robotikos tendencija rodo augančią rinką be kontaktinių manipuliavimo technologijų. Prognozės numato reikšmingas investavimo galimybes įmonėms, orientuotoms į šiose tyrimuose gautų taikymų plėtrą.
Saugumo ir tvarumo aspektai
Šios be kontaktinės technologijos naudojimas gali sumažinti atliekų kiekį gamybos procesuose, nes sumažėja produktų sugadinimo rizika. Be to, magnetinių laukų panaudojimas sumažina poreikį papildomoms energijos šaltiniams, padidindamas operacijų tvarumą.
Išvada
Šiaurės Karolinos valstijos universiteto pagrindiniai atradimai žymi reikšmingą etapą robotikos ir trapios objekto tvarkymo raidoje. Kol mokslininkai toliau tobulina šią kirigami pagrindu sukurtą sistemą, galime tikėtis transformacijos tiek pramoninėje, tiek vartotojų taikyme, pradedančios naują be kontaktinės technologijos erą.
Daugiau įžvalgų apie robotikos ir susijusių technologijų ateitį rasite Šiaurės Karolinos valstijos universitete.
