Robotteja kankaasta

Yalen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet robottikankaan, läpimurron, joka voi johtaa sellaisiin innovaatioihin kuin mukautuvat vaatteet, itsestään käyttöön muovautuvat suojat ja teltat tai kevyet muotoa muuttavat koneet.

Professori Rebecca Kramer-Bottiglion laboratorio on luonut robottikankaan, joka sisältää käyttö-, tunnistus- ja jäykkyyskuituja säilyttäen kuitenkin kaikki ominaisuudet, jotka tekevät kankaasta niin hyödyllisen - joustavuuden, hengittävyyden, pienen varastointitilatarpeen ja kevyen painon.

He osoittivat robottikankaan muokkautuvan tasaisesta kankaasta kuormaakin kantavaksi rakenteeksi. He esittivät myös puettavan robottimaisen kiristyssiteen ja pienen lentokoneen, jossa oli rungon ympärille kääriytyvät ja käyttöön otettaessa avattavat kangassiivet.

Tutkijat keskittyivät toiminnallisten materiaalien käsittelyyn kuitumuotoon, jotta ne voitaisiin integroida kankaisiin säilyttäen samalla sen edulliset ominaisuudet. Esimerkiksi he tekivät vaihtelevan jäykkyyden kuituja epoksista, johon oli upotettu Field-metallin hiukkasia, seos joka nesteytyy suhteellisen matalissa lämpötiloissa. Jäähtyessään hiukkaset ovat kiinteää metallia ja tekevät materiaalista jäykemmän; lämpimänä hiukkaset sulavat nesteeksi ja tekevät materiaalista pehmeämmän.

"Meidän metalli-epoksiyhdistelmästä voi tulla yhtä joustava kuin lateksikumi tai niin jäykkä kuin kova akryyli, yli tuhatkertainen jäykkyysero, vain lämmittämällä tai jäähdyttämällä", kertoo jatko-opiskelija Trevor Buckner.

"Tämän materiaalin pitkät kuidut voidaan ommella kankaalle antamaan sen tukirungon, jonka voimme kytkeä päälle ja pois." Nämä käyttötarpeen mukaiset tukikuidut mahdollistavat robottikankaan taivuttamisen tai kiertämisen ja sitten lukitsemisen muotoon tai kantamaan kuormia, jotka muuten romahduttaisivat tavallisen kankaan.

Anturien luomiseksi, jotka havaitsevat sisäiset tai ympäristön muutokset ja mahdollistavat kankaan reagoida asianmukaisesti, tutkijat kehittivät Pickering-emulsioon perustuvan johtavan musteen, jolla maalata anturit suoraan kankaalle.

Kankaan liikkeelle saattamiseksi tutkijat käyttivät muotomuistin seoslankaa (SMA), joka voi palata ohjelmoituun muotoon muodonmuutoksen jälkeen.

Tutkijat näkevät kankaalle erilaisia sovelluksia, kuten käyttöön otettaessa mukautuvia rakenteita, aktiivisia puristusvaatteita, älykkäitä kuormaverkkoja ja uudelleen konfiguroitavia RF-antenneja. "Uskomme, että tätä tekniikkaa voidaan käyttää luomaan itsemuotoutuvia telttoja, robottilaskuvarjoja ja avustavia vaatteita", Kramer-Bottiglio sanoo yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Mikroelektroniset robotit liikkeelle laserilla