Origami trifft Robotik! Unglaubliche, vom Papierfalten inspirierte Greifer sind fein genug, um ein Eigelb zu halten, und präzise genug, um ein menschliches Haar zu heben
- Ingenieure in North Carolina stellen heute ihre Roboter-Greifer in einem neuen Papier vor
- Filmmaterial zeigt, dass sie Pinienkerne von einem rohen Eigelb heben können, ohne es zu durchstechen
- Sie markieren einen Fortschritt für „weiche“ Roboter aus nachgiebigeren Materialien
Wissenschaftler haben unglaubliche Robotergreifer entwickelt, die von der japanischen Kirigami-Kunst inspiriert sind und fein genug sind, um ein rohes Eigelb anzuheben, ohne es zu zerbrechen.
Kirigami ist eine japanische Kunst, die Origami ähnelt, außer dass sie komplizierte Schnitte auf Papier verwendet, anstatt sich nur auf das Falten zu verlassen, um beeindruckende 3D-Kunst zu schaffen.
Die Kunststoffgreifer, die von Experten der North Carolina State University entwickelt wurden, sind auch präzise genug, um ein menschliches Haar und einen lebenden Fisch anzuheben, ohne ihn zu verletzen.
Das Filmmaterial zeigt, dass sie Shampooschaum und sogar Pinienkerne von der Oberseite eines rohen Eigelbs heben, ohne es zu durchstechen.
Die Greifer werden vorerst in einem neuen Papier als Konzept demonstriert, aber sie könnten Anwendungen für biomedizinische Technologien wie Gelenkimplantate haben.
Sie markieren auch einen Fortschritt für die Soft-Robotik, indem sie Roboter mit weichen und flexiblen Gelenken schaffen, damit sie Dinge aufheben können, ohne sie zu beschädigen.
Ingenieurforscher der North Carolina State University haben eine neue Art flexibler Robotergreifer demonstriert, die empfindliche Eigelbe anheben können, ohne sie zu zerbrechen, und die präzise genug sind, um ein menschliches Haar anzuheben.
Bisher war die Entwicklung von Robotern, die nicht sperrige Gegenstände handhaben können, ohne sie zu beschädigen, eine große Herausforderung auf diesem Gebiet.
Die Forscher der North Carolina (NC) State University haben ihre Greifer in einem neuen Artikel vorgestellt, der heute in Nature Communications veröffentlicht wurde.
“Wir haben gezeigt, dass unsere Technik verwendet werden kann, um Werkzeuge zu schaffen, die in der Lage sind, selbst extrem zerbrechliche Objekte zu greifen und zu bewegen”, sagte der Studienautor Jie Yin von NC State.
„Herkömmliche Greifer greifen ein Objekt fest – sie greifen Dinge, indem sie Druck auf sie ausüben. Das kann Probleme bereiten, wenn man versucht, zerbrechliche Gegenstände wie Eigelb zu greifen.
„Aber unsere Greifer umschließen im Wesentlichen ein Objekt und heben es dann an – ähnlich wie wir unsere Hände um ein Objekt legen.
„Damit können wir auch filigrane Objekte „greifen“ und bewegen, ohne an Präzision einzubüßen.“
Die Greifer wurden aus Platten aus Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt, das für seine breite Verwendung in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie bekannt ist.
Bilder der verschiedenen Formen, die aus den Folien aus Polyethylenterephthalat (PET) geschnitten wurden, und wie sie sich beim Dehnen in eine 3D-Form wie Kirigami verwandeln
Parallele Schlitze in den Platten wurden mit einem Laserschneider ausgeschnitten, bevor sie gedehnt wurden, um ihre 3D-Form zu bilden.
Die Forscher entschieden sich für ein endgültiges Design, bei dem an zwei Griffen gezogen wird, um den empfindlichen, klauenartigen Greifmechanismus festzuziehen und weiche Gegenstände aufzunehmen.
Die Greifer greifen sanft an der Unterseite des Objekts und greifen wie ein Käfig ineinander, um ein sicheres Fach zum Halten des Objekts zu schaffen.
Das Team glaubt, dass es eine Vielzahl potenzieller Anwendungen gibt, beispielsweise die Verwendung der Technik zur Entwicklung biomedizinischer Technologien, die sich an die Form eines Gelenks anpassen – wie das menschliche Knie.
“Dies ist eine Proof-of-Concept-Arbeit, die zeigt, dass unsere Technik funktioniert”, sagte Yin. „Wir sind gerade dabei, diese Technik in Soft-Robotik-Technologien zu integrieren, um industrielle Herausforderungen anzugehen.
Die japanische Kunst des Origami beinhaltet das Falten von Papier, während Kirigami das Schneiden von Papier beinhaltet, bevor es in wundervolle Formen entfaltet wird (hier in einem Archivbild abgebildet).
„Wir erforschen auch, wie diese Technik verwendet werden könnte, um Geräte zu schaffen, die verwendet werden könnten, um Wärme auf das menschliche Knie anzuwenden, was therapeutische Anwendungen hätte.
„Denken Sie an intelligente Bandagen oder Überwachungsgeräte, die sich mit Ihrem Knie oder Ellbogen beugen und bewegen können.
“Wir sind offen für die Zusammenarbeit mit Industriepartnern, um weitere Anwendungen zu erforschen und Wege zu finden, diesen Ansatz aus dem Labor in die Praxis zu überführen.”
Letztes Jahr sagten Experten der University of Cambridge, sie hätten „Super Jelly“ entwickelt, ein Material, das zu 80 Prozent aus Wasser besteht, das es überstehen kann, von einem Auto überfahren zu werden, was den Weg für effektive Soft-Robotik ebnen könnte.
Das “glasähnliche Hydrogel” mag wie ein matschiges Gelee aussehen und sich anfühlen, aber wenn es komprimiert wird, verhält es sich wie bruchsicheres Glas, sagten seine Entwickler.