Đồ chơi trẻ em nổi tiếng này nhân đôi như một robot có khối lượng gấp 24.000 lần
Hãy nhớ Shrinky Dinks, những tấm mờ mà trẻ em sử dụng để vẽ đồ vật, sau đó thu nhỏ trong lò để tạo ra tất cả các loại đồ trang sức nhỏ? Các nhà khoa học đã tìm ra cách biến chúng thành những chiếc kẹp robot siêu mạnh.
Shrinky Dinks được làm bằng nhựa polurrene, một loại polymer mà nhớ lại hình dạng ban đầu của nó. Sau khi tạo ra chúng, nhà sản xuất kéo dài chúng đến kích thước lớn hơn tại nhà máy để trẻ em có thể dễ dàng vẽ trên một bề mặt lớn bằng bút đánh dấu hoặc bút chì. Sau đó, khi chúng được thực hiện, trẻ em làm nóng chúng trong lò nướng cho đến khoảng 217 độ F. Vào thời điểm đó, nhựa polurrene thu hồi hình dạng ban đầu, được kéo dài, co lại một cách kỳ diệu ngay trước mắt bọn trẻ.
Một nhóm các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học tại Đại học Bang Bắc Carolina và Khoa Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ tại Đại học Auburn ở Alabama đã tìm ra cách sử dụng các tính chất đó để tạo ra một dụng cụ kẹp, móng vuốt có thể nắm bắt các vật thể. Loại kẹp này có thể được sử dụng cho các ứng dụng robot mềm, robot không được làm bằng kim loại và các bộ phận cơ khí mà là các vật liệu linh hoạt có thể so sánh với các vật liệu tìm thấy trong các sinh vật sống.
Nghiên cứu đã được công bố vào ngày 1 tháng 5 trên tạp chí Ứng dụng Vật liệu Polyme của Hiệp hội Hóa học Mỹ mô tả một phương pháp để biến các tấm polystyrene nhựa nhiệt dẻo thành kẹp. Kẹp mềm thường được làm bằng hydrogel hoặc chất đàn hồi, đòi hỏi dung môi hoặc áp suất khí nén liên tục để thay đổi hình dạng, cả hai đều có nhược điểm. Dung môi có thể làm hỏng vật thể cần thao tác và áp suất khí nén có thể tốn nhiều năng lượng. Công nghệ này tránh được những cạm bẫy, vì nó không cần hóa chất hoặc năng lượng để hoạt động. Trên thực tế, nó thậm chí không cần nhiệt, như Shinks Shinks.
Để tạo ra các kẹp này, các nhà nghiên cứu sử dụng máy in phun màu đen để vẽ các hình dạng khác nhau lên màng nhựa nhiệt dẻo, sau đó cắt chúng theo thiết kế của chúng. Các thiết kế khác nhau dẫn đến hình học khác nhau và mỗi hình học được tối ưu hóa để thao tác với các đối tượng có hình dạng tương ứng.
Sau đó, họ kích hoạt Shrinky Dinks bằng ánh sáng. Mực đen tập trung bức xạ tự nhiên trong ánh sáng, làm nóng phần được vẽ của tấm, từ đó làm co lại bề mặt đó và làm cho tấm chuyển sang hình dạng cuối cùng của kẹp. Các bộ kẹp chỉ sử dụng một lần, tuy nhiên, đủ tốt cho các robot mềm dùng một lần có thể hoạt động các ứng dụng y sinh, chẳng hạn. Các kẹp có thể giải phóng các đối tượng nếu bạn áp dụng nhiệt bổ sung cho toàn bộ bề mặt.
Điều đáng ngạc nhiên nhất, như bạn có thể thấy trong video trên, là sức mạnh của họ. Họ có thể giữ hơn 24.000 lần khối lượng của chính họ trong vài phút trước khi họ thất bại và 5.000 lần khối lượng của chính họ trong nhiều tháng . Điều này mạnh hơn nhiều so với kẹp hydrogel và elastomeric, nhóm nghiên cứu tuyên bố. Thật hoang dã khi thấy thứ gì đó nhẹ nhàng giữ một ốc vít thép gấp hàng ngàn lần trọng lượng của nó một cách dễ dàng như vậy.
Các nhà nghiên cứu nói rằng các kỹ sư sẽ có thể tạo ra bất kỳ hình dạng ba chiều nào họ muốn bằng phương pháp này, điều chỉnh độ bám với bất kỳ vật thể có thể tưởng tượng nào. Tuy nhiên, họ không làm nổi bật các ứng dụng cụ thể trong nghiên cứu của họ. Tôi đã nói chuyện với Giáo sư Michael Dickey, một trong những nhà nghiên cứu và ông nói với tôi rằng họ bắt đầu dự án vì tò mò sáng tạo, không phải để giải quyết một vấn đề cụ thể. Tôi nghĩ rằng nó có thể hữu ích cho việc treo các vật thể trên tường, tạm thời kết nối các bộ phận với nhau hoặc đóng gói triển khai, sau đó tạo ra một sức hút mạnh mẽ đối với bất kỳ đối tượng nào được kích hoạt bởi ánh sáng.
Shrinky Dinks được làm bằng nhựa polurrene, một loại polymer mà nhớ lại hình dạng ban đầu của nó. Sau khi tạo ra chúng, nhà sản xuất kéo dài chúng đến kích thước lớn hơn tại nhà máy để trẻ em có thể dễ dàng vẽ trên một bề mặt lớn bằng bút đánh dấu hoặc bút chì. Sau đó, khi chúng được thực hiện, trẻ em làm nóng chúng trong lò nướng cho đến khoảng 217 độ F. Vào thời điểm đó, nhựa polurrene thu hồi hình dạng ban đầu, được kéo dài, co lại một cách kỳ diệu ngay trước mắt bọn trẻ.
Một nhóm các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học tại Đại học Bang Bắc Carolina và Khoa Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ tại Đại học Auburn ở Alabama đã tìm ra cách sử dụng các tính chất đó để tạo ra một dụng cụ kẹp, móng vuốt có thể nắm bắt các vật thể. Loại kẹp này có thể được sử dụng cho các ứng dụng robot mềm, robot không được làm bằng kim loại và các bộ phận cơ khí mà là các vật liệu linh hoạt có thể so sánh với các vật liệu tìm thấy trong các sinh vật sống.
Nghiên cứu đã được công bố vào ngày 1 tháng 5 trên tạp chí Ứng dụng Vật liệu Polyme của Hiệp hội Hóa học Mỹ mô tả một phương pháp để biến các tấm polystyrene nhựa nhiệt dẻo thành kẹp. Kẹp mềm thường được làm bằng hydrogel hoặc chất đàn hồi, đòi hỏi dung môi hoặc áp suất khí nén liên tục để thay đổi hình dạng, cả hai đều có nhược điểm. Dung môi có thể làm hỏng vật thể cần thao tác và áp suất khí nén có thể tốn nhiều năng lượng. Công nghệ này tránh được những cạm bẫy, vì nó không cần hóa chất hoặc năng lượng để hoạt động. Trên thực tế, nó thậm chí không cần nhiệt, như Shinks Shinks.
Để tạo ra các kẹp này, các nhà nghiên cứu sử dụng máy in phun màu đen để vẽ các hình dạng khác nhau lên màng nhựa nhiệt dẻo, sau đó cắt chúng theo thiết kế của chúng. Các thiết kế khác nhau dẫn đến hình học khác nhau và mỗi hình học được tối ưu hóa để thao tác với các đối tượng có hình dạng tương ứng.
Sau đó, họ kích hoạt Shrinky Dinks bằng ánh sáng. Mực đen tập trung bức xạ tự nhiên trong ánh sáng, làm nóng phần được vẽ của tấm, từ đó làm co lại bề mặt đó và làm cho tấm chuyển sang hình dạng cuối cùng của kẹp. Các bộ kẹp chỉ sử dụng một lần, tuy nhiên, đủ tốt cho các robot mềm dùng một lần có thể hoạt động các ứng dụng y sinh, chẳng hạn. Các kẹp có thể giải phóng các đối tượng nếu bạn áp dụng nhiệt bổ sung cho toàn bộ bề mặt.
Điều đáng ngạc nhiên nhất, như bạn có thể thấy trong video trên, là sức mạnh của họ. Họ có thể giữ hơn 24.000 lần khối lượng của chính họ trong vài phút trước khi họ thất bại và 5.000 lần khối lượng của chính họ trong nhiều tháng . Điều này mạnh hơn nhiều so với kẹp hydrogel và elastomeric, nhóm nghiên cứu tuyên bố. Thật hoang dã khi thấy thứ gì đó nhẹ nhàng giữ một ốc vít thép gấp hàng ngàn lần trọng lượng của nó một cách dễ dàng như vậy.
Các nhà nghiên cứu nói rằng các kỹ sư sẽ có thể tạo ra bất kỳ hình dạng ba chiều nào họ muốn bằng phương pháp này, điều chỉnh độ bám với bất kỳ vật thể có thể tưởng tượng nào. Tuy nhiên, họ không làm nổi bật các ứng dụng cụ thể trong nghiên cứu của họ. Tôi đã nói chuyện với Giáo sư Michael Dickey, một trong những nhà nghiên cứu và ông nói với tôi rằng họ bắt đầu dự án vì tò mò sáng tạo, không phải để giải quyết một vấn đề cụ thể. Tôi nghĩ rằng nó có thể hữu ích cho việc treo các vật thể trên tường, tạm thời kết nối các bộ phận với nhau hoặc đóng gói triển khai, sau đó tạo ra một sức hút mạnh mẽ đối với bất kỳ đối tượng nào được kích hoạt bởi ánh sáng.
Nhận xét
Đăng nhận xét