Brug af en formhukommelsespolymer som en robotgriber

Et team af forskere ved Zhejiang University har skabt en ny robotgriber ved hjælp af en formhukommelsespolymer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver materialet, dens brug som griber, og hvor godt det fungerede.

I løbet af de sidste mange årtier, videnskabsmænd har brugt en række forskellige tilgange til at give en robot mulighed for at samle op og manipulere objekter og sætte dem ned igen - alt sammen uden at beskadige objektet. Der er gjort store fremskridt inden for robotgribere, hovedsagelig på grund af fremskridt inden for mikrochipteknologi, men der er stadig meget plads til forbedring. En af de største udfordringer er at udvikle en griber, der kan opfange og manipulere genstande af næsten enhver form, forskellige størrelser, og lavet af forskellige materialer. At skabe en menneskelig hånd-lignende griber, der er i stand til at samle en nål op fra et bord, bære et råt æg hen over et rum eller bind et barns bånd i hendes hår, kræver en meget sofistikeret griber og tilhørende software. I denne nye indsats, forskerne har gjort op med behovet for sofistikering ved at tage en helt anden tilgang.

Tidligere forskning har vist, at når visse polymerer opvarmes, de udvider sig lidt og bliver bløde. Forskerne brugte begge egenskaber til at skabe deres nye griber. De skabte en polymergriber, der blødgøres, når den opvarmes til 45°C og derefter hærder igen, når den udsættes for 25°C. Dens basisform er kubisk (et 3-D rektangel). De fastgjorde derefter griberen til en simpel arm, der var i stand til at placere griberen ned mod en bordplade eller løfte den lige over bordet - nok til at tillade placering af forskellige genstande nedenunder.

Testen involverede at placere en genstand såsom en lille stålkugle under griberen og derefter opvarme hele apparatet i et indelukke til 45°C. Efter et par minutter, polymeren var blødgjort. Forskerne sænkede derefter griberen til objektet, tillader objektet at blive omsluttet - svarende til at sætte en blød smørstang på en gaffel. Temperaturen i indelukket blev derefter reduceret til 25°C. På det tidspunkt, polymeren krympede lidt, greb fat i genstanden, mens den stivnede. Forskerne hævede derefter griberen og den genstand, den holdt. For at sætte objektet ned igen, forskerne sænkede griberen til bordet og hævede temperaturen i kabinettet til 45°C.

© 2020 Science X Network