Celý příběh
Nejžhavějším nápojem léta může být SEAS-colada. Zde je to, co k jeho výrobě potřebujete: gin, ananasový džus, kokosové mléko a měkká peristaltická pumpa na bázi dielektrického elastomerového ovladače. Bohužel poslední součást lze nalézt pouze v laboratoři Roberta Wooda, profesora inženýrství a aplikovaných věd Harry Lewis a Marlyn McGrath na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
Prozatím.
Wood a jeho tým navrhli čerpadlo, aby vyřešilo hlavní výzvu v oblasti měkké robotiky – jak nahradit tradičně objemné a tuhé výkonové komponenty měkkými alternativami.
Během posledních několika let vyvíjela Wood's Microrobotics Lab v SEAS měkké analogy tradičně tuhých robotických komponent, včetně ventilů a senzorů. V kapalinou poháněných robotických systémech čerpadla řídí tlak nebo průtok kapaliny, která pohání pohyb robota. Většina čerpadel dostupných dnes pro měkkou robotiku je buď příliš velká a tuhá, aby se vešla na palubu, nejsou dostatečně výkonná pro ovládání nebo pracují pouze se specifickými kapalinami.
Woodův tým vyvinul kompaktní, měkkou pumpu s nastavitelným průtokem tlaku, která je dostatečně všestranná k čerpání různých tekutin s různou viskozitou, včetně ginu, džusu a kokosového mléka, a dostatečně výkonná, aby poháněla měkká haptická zařízení a měkký robotický prst.
Velikost, výkon a všestrannost pumpy otevírá řadu možností pro měkké roboty v různých aplikacích, včetně manipulace s potravinami, výroby a biomedicínské terapie.
Výzkum byl nedávno publikován v Science Robotics.
Peristaltická čerpadla jsou široce používána v průmyslu. Tyto jednoduché stroje používají motory ke stlačování ohebné trubky, čímž se vytváří tlakový rozdíl, který tlačí kapalinu trubicí. Tyto typy čerpadel jsou zvláště užitečné v biomedicínských aplikacích, protože kapalina se nedotýká žádné součásti samotného čerpadla.
"Peristaltické pumpy mohou dodávat kapaliny s širokým rozsahem viskozit, suspenze částic-kapalina nebo kapaliny, jako je krev, které jsou náročné pro jiné typy pump," řekl první autor Siyi Xu, bývalý postgraduální student na SEAS a současný postdoktorand. ve Woodově laboratoři.
V návaznosti na předchozí výzkum Xu a tým navrhli elektricky poháněné dielektrické elastomerové aktuátory (DEA), které fungují jako motor a válečky čerpadla. Tyto měkké aktuátory mají ultra vysokou hustotu výkonu, jsou lehké a mohou běžet po stovky tisíc cyklů.
Tým navrhl řadu DEA, které se vzájemně koordinují a komprimují kanál o velikosti milimetru v naprogramované sekvenci, aby vytvořily tlakové vlny.
Výsledkem je centimetrové čerpadlo dostatečně malé, aby se vešlo na palubu malého měkkého robota, a dostatečně výkonné, aby aktivovalo pohyb, s řiditelným tlakem, průtokem a směrem průtoku.
"Také jsme ukázali, že můžeme aktivně vyladit výstup z kontinuálního toku na kapičky změnou vstupního napětí a výstupního odporu, v našem případě průměru tupé jehly," řekl Xu. "Tato schopnost může umožnit, aby čerpadlo bylo užitečné nejen pro robotiku, ale také pro mikrofluidní aplikace."
"Většina měkkých robotů obsahuje pevné součásti někde podél jejich hnacího ústrojí," řekl Wood. "Toto téma začalo jako snaha vyměnit jeden z těch klíčových dílů, pumpu, za měkkou alternativu. Ale během cesty jsme si uvědomili, že kompaktní měkké pumpy mohou mít mnohem větší využití, například v biomedicínském prostředí pro podávání léků nebo implantovatelné terapeutické přístroje."
Tato neuvěřitelná zpráva?
Ano nebo Ne ✍️