Полная история
Самым горячим напитком лета может стать МОРСКАЯ-колада. Вот что вам понадобится для его приготовления: джин, ананасовый сок, кокосовое молоко и мягкий перистальтический насос на основе диэлектрического эластомера. К сожалению, последний компонент можно найти только в лаборатории Роберта Вуда, профессора инженерных и прикладных наук Гарри Льюиса и Марлин Макграт в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона.
По крайней мере на данный момент.
Вуд и его команда разработали насос, чтобы решить главную проблему мягкой робототехники — как заменить традиционно громоздкие и жесткие силовые компоненты мягкими альтернативами.
В течение последних нескольких лет лаборатория микроробототехники Вуда в SEAS разрабатывала мягкие аналоги традиционно жестких компонентов роботов, включая клапаны и датчики. В роботизированных системах с жидкостным приводом насосы контролируют давление или поток жидкости, которая приводит в движение робота. Большинство насосов, доступных сегодня для мягкой робототехники, либо слишком большие и жесткие, чтобы поместиться на борту, либо недостаточно мощные для приведения в действие, либо работают только с определенными жидкостями.
Команда Вуда разработала компактный, мягкий насос с регулируемым давлением, достаточно универсальный, чтобы перекачивать различные жидкости различной вязкости, включая джин, сок и кокосовое молоко, и достаточно мощный, чтобы приводить в действие мягкие тактильные устройства и мягкий роботизированный палец.
Размер, мощность и универсальность насоса открывают целый ряд возможностей для мягких роботов в различных областях применения, включая обработку пищевых продуктов, производство и биомедицинскую терапию.
Исследование было недавно опубликовано в журнале Science Robotics.
Перистальтические насосы широко используются в промышленности. Эти простые машины используют двигатели для сжатия гибкой трубки, создавая перепад давления, который заставляет жидкость проходить через трубку. Эти типы насосов особенно полезны в биомедицинских приложениях, поскольку жидкость не касается ни одного компонента самого насоса.
«Перистальтические насосы могут доставлять жидкости с широким диапазоном вязкостей, суспензии частиц и жидкости или жидкости, такие как кровь, что является сложной задачей для других типов насосов», — сказал первый автор Сийи Сюй, бывший аспирант SEAS и нынешний научный сотрудник. в лаборатории Вуда.
Основываясь на предыдущих исследованиях, Сюй и его команда разработали приводы из диэлектрического эластомера (DEA) с электрическим приводом, которые действуют как двигатель и ролики насоса. Эти мягкие приводы имеют сверхвысокую удельную мощность, малы вес и могут работать в течение сотен тысяч циклов.
Команда разработала массив DEA, которые взаимодействуют друг с другом, сжимая канал миллиметрового размера в запрограммированной последовательности для создания волн давления.
В результате получился насос размером в сантиметр, достаточно маленький, чтобы поместиться на борту небольшого мягкого робота, и достаточно мощный, чтобы приводить в движение, с контролируемым давлением, скоростью и направлением потока.
«Мы также продемонстрировали, что можем активно настраивать выходной сигнал от непрерывного потока к каплям, изменяя входное напряжение и выходное сопротивление, в нашем случае диаметр тупой иглы», — сказал Сюй. «Эта возможность может позволить насосу быть полезным не только в робототехнике, но и в микрофлюидных приложениях».
«Большинство мягких роботов содержат жесткие компоненты где-то в трансмиссии», — сказал Вуд. «Эта тема началась как попытка заменить одну из этих ключевых частей, помпу, на мягкую альтернативу. Но по ходу дела мы поняли, что компактные мягкие помпы могут иметь гораздо большую полезность, например, в биомедицинских условиях для доставки лекарств или имплантироваться. терапевтические устройства».
Эта невероятная новость?
Да или нет ✍️
