Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Robotyczne tkaniny przybliżają konstrukcję aktywnych ubrań

ghost666 02 Paź 2014 11:01 2739 4
  • Robotyczne tkaniny przybliżają konstrukcję aktywnych ubrańNaukowcy pracują nad rozwinięciem 'robotycznej' tkaniny, która mogłaby poruszać się i zmieniać swoją objętość wraz z wbudowanymi w nią sensorami. Podejście to pozwoliłoby na stworzenie "aktywnej odzieży", nowej klasy miękkich robotów.

    Taka elastyczna technologia mogłaby wyposażyć istniejące roboty w 'skórę' z sensorami, ale także pozwolić wyprodukować elastyczne ubrania, które mogliby nosić ludzie, aby uzyskać większą siłę lub wytrzymałość. Z takich materiałów można także konstruować ubrania przeciwprzeciążeniowe dla astronautów i pilotów, które pomagają ludzkiemu ciału lepiej znosić wysokie przeciążenia. Finalnie, z materiałów tych możnaby konstruować lekkie, uniwersalne roboty mogące pełnić istotną rolę w misjach kosmicznych.

    Robotyczna tkanina to, w zasadzie, zwykły bawełniany materiał, w którym umieszczono sensory z elastycznego polimeru i włókna wykonane ze stopu wyposażonego w pamięć kształtu. Włókna te, normalnie proste, po podgrzaniu skręcają się, wracając do kształtu, jaki w nich zaprojektowano.

    "W naszym wynalazku zintegrowaliśmy siłowniki i sensory, co kontrastuje z większością robotycznych tkanin, które są aktualnie rozwijane w których integruje się jedynie sensory lub wręcz wykorzystuje tkaninę jedynie jako przewodnik. mówi Rebecca Kramer, profesor inżynierii mechanicznej na uniwersytecie w Purdue. "Wykorzystujemy także standardowe techniki krawieckie w celu wprowadzenia włókien siłowników oraz sensorów w tkaninę, co oznacza iż można je łatwo integrować z tkaninami pochodzącymi z aktualnie eksploatowanej infrastruktury włókienniczej".

    Robotyczna tkanina może być rozpięta na bloku pianki lub na nadmuchanym balonie. Zorientowanie tkaniny w jednym kierunku powoduje, iż wygina się ona wraz z podłożem, co powoduje, iż całość zaczyna poruszać się niczym dżdżownica. Zorientowanie tkaniny w inną stronę powoduje, iż będzie ona ściskała materiał pod nią, co wygeneruje ruch perystaltyczny.

    Detale dotyczące materiału zostały zaprezentowane na Międzynarodowej Konferencji Inteligentnych Robotów i Systemów, która miała miejsce niedawno w Chicago. Autorami prezentowanego referatu, oprócz profesor Kramer, były jej doktorantki Michelle Yuen, Arun Cherian, Jennifer Case oraz doktorant Justin Seipel.

    Prace nad tymi tkaninami związane są z badaniami, które profesor Kramer prowadzi w ramach nagrody NASA dla młodych naukowców, które skupiają się na aktywnych, elastycznych pokryciach dla miękkich robotów. Pokrycia te mają zawierać w sobie stopy z pamięcią kształtu, które zapewnić mają ruchomość podobną do mięśniowej oraz szereg sensorów zapewniających sprzężenie zwrotne i informacje o otaczającym środowisku.





    Celem jest stworzenie nowej klasy miękkich robotów, w których wszystkie funkcjonalne elementy skupione będą w rozciągliwej skórze. Pokrycia tych robotów zawierać mają w sobie elastyczne układy elektroniczne, które są o wiele mniej podatne na uszkodzenia na skutek wibracji niż klasyczne układy, co powinno uczynić takie roboty o wiele odporniejszymi w misjach kosmicznych. Taka technologia powinna umożliwić podbijającym kosmos transport lekkich arkuszy tkanin, łatwych do przechowywania i umożliwiających złożenie z nich miękkich robotów po dotarciu do celu misji.

    Podobnie jak robotyczna tkanina, elastyczne pokrycia dla robotów mogą być owijane wokół deformowalnych obiektów, co pozwoli na stworzenie robotów, mających za zadanie eksplorować obce światy. "Pozwoli to na stworzenie robotów na bieżąco" - twierdzi profesor Kramer, "Wszystko może być robotem, ponieważ wszystkie elementy robota zintegrowane są w jego pokryciu" - dodaje.

    W innym wystąpieniu na tej konferencji naukowcy prezentowali materiał o "regulowanej sztywności", który może być wykorzystany zarówno w aplikacjach medycznych, jak i w konstrukcji miękkich robotów. Autorami tego wystąpienia byli: student Thomas Chenal, studiujący na Politechnice Federalnej w Lozannie w Szwajcarii, doktorantka z Purdue Jennifer Case, naukowiec z Lozanny Jamie Paik i oczywiście profesor Kramer.

    Włókna z pamięcią kształtu, wykonane z specjalnego polimeru, pozwalają materiałowy zmieniać swoją sztywność. Polimer przechodzi przejście fazowe podczas ogrzewania, co powoduje jego mięknięcie. Takie materiały wykorzystane mogą być do tworzenia opatrunków w medycynie, które miałyby za zadanie podtrzymywać w miejscu uszkodzone obszary tkanek. Polimerowe włókna pokryte są stopem z pamięcią kształtu, który podgrzewa się gdy przepuszcza się przez niego prąd elektryczny, co powoduje mięknięcie całego włókna. Takie podejście zapewnić powinno dodatkowo, iż technologia ta jest bardzo oszczędna energetycznie.

    "Normalnie, jeśli chcielibyśmy, aby po ruchu obiekt zatrzymał się w konkretnej pozycji, musielibyśmy wkładać dużo energii w jej utrzymanie" - mówi profesor Kramer, "jednakże w tym przypadku po prostu zatrzymuje się w miejscu i tężeje" - dodaje, tłumacząc zasadę działania układu.

    Źródło:

    http://phys.org/news/2014-09-robotic-fabric-wearable-robots.html


    Fajne! Ranking DIY
  • #2 03 Paź 2014 11:59
    Krzysiek99
    Poziom 27  

    Ja tu widzę dobre zastosowanie dla ludzi sparaliżowanych.

  • #3 03 Paź 2014 14:58
    master kleo
    Poziom 13  

    W każdej aplikacji gdzie występuje interakcja z człowiekiem to by się sprawdziło. Choćby mycie sparaliżowanej osoby u niej w domu - dałoby szansę na samodzielność, albo dla kogoś bez rąk samotnego. Można by też bez problemu zrobić z tego kombinezon do sztucznego masażu. Siadasz do kapsuły jak z gwiezdnych wrót, a tu gąbki Ci po pleckach śmigają.

    Albo można też zrobić elektroniczną pałę policjanta, sterowaną radiowo. Albo można też zrobić skafander, który by zmieniał rozmiar i rozkładał obciążenie tak, żeby można było chodzić po księżycu normalnie stawiając stopy. Czyli przenosilibyśmy środek obciążenia na lewą lub prawą stopę/nogę.

    Można to zastosować także w miejscach jak sklepy na barierkach. Ktoś mógłby nie przejść gdy materiał napuchnie. Tak samo można by wykorzystać to w żaluzjach okiennych. Pasy materiału chudłyby lub pęczniały z pełni zasłaniając widok.

    Można by też zrobić taki materiał w zderzakach i osłonach silnika. Gąbka załączałaby się od zapłonu odp. materiału tak jak poduszka pow. i powiększałaby powierzchnię zderzenia, redukując siły.

    Można też z tego zrobić rączki, które pęczniałyby i malały w jakiś rytm, regenerując dłonie osób po wypadkach bez ich dużego udziału.

  • #4 03 Paź 2014 15:35
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Dla osób po amputacji dłoni, to istnieją lepsze protezy - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2905662.html,, chociaż istotnie wzbogacenie ich o technikę naśladującą mięśnie byłoby wspaniałe.

  • #5 03 Paź 2014 19:12
    dgajew
    Poziom 18  

    Back to the Future II - kurtka Marty'ego - najwyższy czas, naukowcom został tylko rok :)