چاپ 4 بعدی ربات های نرم در مقیاس میكرونی

چاپ 4 بعدی ربات های نرم در مقیاس میكرونی

گروه هوش مصنوعی: پژوهشگران سوئدی موفق به چاپ چهار بعدی نخستین ربات های نرم در مقیاس میكرون شده اند.


به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا و به نقل از ۳dpi، گروهی از پژوهشگران دانشگاه "لینکوپینگ"(Linköping) سوئد، با بهره گیری از یک چاپگر سه بعدی سفارشی ساز شده، مجموعه ای از ریز فعال کننده ها را برای ساخت ربات های نرم به وجود آورده اند. این فعال کننده یا محرک ها حاوی یک پلیمر فعال الکتریکی هستند که بعد از چاپ شدن در صورت وجود یک دفعه الکتریکی، تغییر شکل می دهد و قابلیت چهار بعدی را به آنها اعطا می کند.
در صورتیکه ربات های نرم چاپ چهار بعدی شده معمولاً به مقیاس سانتی یا میلی محدود هستند، این تکنولوژی جدید به پژوهشگران اجازه می دهد آنرا به مقیاس میکرون ببرند. آنها ربات هایی ساخته اند که ضخامت آنها حدود ۲۰ میکرون است.
پژوهشگران ادعا می کنند دستگاه سفارشی سازی شده آنها چند کاره و مقیاس پذیر است و انتظار دارند که با بهره گیری از میکرو ربات های پیچیده که تابحال ساخته نشده اند، رباتیک نرم را توسعه دهند.
فناوری پلیمر الکتروفعال(EAP) نیروی محرکه خیلی از دستگاه های رباتیک نرم است. این فناوری موادی را توصیف می کند که در هنگام قرار گرفتن در معرض بار الکتریکی فعال می شوند.
این خاصیت در ربات های نرم قابل مقایسه با انقباض عضلانی است.
بگفته پژوهشگران، کوشش برای به مقیاس میکرون آوردن محرک های EAP اغلب با کوهی از چالش ها روبرو می شود، چونکه ادغام آنها با فناوری های فعلی دشوار است.
اینجا جایی است که تکنولوژی جدید به کار می آید و فواید زیادی را ارائه می دهد، برای اینکه محصولات حاصل از آن می توانند اصلاح شوند، هزینه ها را بطور قابل توجهی کاهش دهند و تولید ضایعات نیز می تواند تا ۱۰ برابر کاسته شود.
در نهایت این تیم معتقد می باشد که این فناوری می تواند دستگاه های EAP را برای طیف گسترده تری از برنامه ها، ارزان تر و عملی کند.
مرحله اول مطالعه شامل ساخت چاپگر بود. اساس این دستگاه یک مرحله CNC قابل برنامه ریزی با سه محور است که از سیستم پخش سیال با دقت بالا تهیه شده است. یک سرنگ میلی لیتری به سیستم توزیع متصل شد که به سبب آن نرخ پاشش مواد کنترل شد. سپس این تیم از یک اسلاید شیشه ای تجاری بعنوان صفحه ساخت بهره برد.
آنها ابتدا یک لایه نازک از طلا به ضخامت فقط ۴۰ نانومتر را روی شیشه قرار دادند تا یک لایه رسانا تشکیل گردد. پژوهشگران سپس از سرنگ برای پاشش یک لایه از ژل آکریلات اورتان قابل پردازش با اشعه ماوراء بنفش بر روی لایه رسانا استفاده کردند. سپس پاشش ژل ادامه می یابد تا بدنه و بازوهای این میکروربات های نرم شکل بگیرد.
پس از آن که این ژل کاملاً تحت تابش اشعه ماوراء بنفش پردازش شد، پژوهشگران لایه ای از پلی پیرول(EAP) را به طرف دیگر ورق طلا چاپ کردند.
این تیم موفق شد چندین بار این روند را تکرار کند و میکرومحرک ها را با طول های مختلف از ۵۰۰۰ میکرون تا ۱۰۰۰ میکرون چاپ کند. باریکترین رباتی که آنها ساختند فقط ۲۰ میکرون ضخامت داشت.
پژوهشگران دریافتند که می توانند ربات هایی با پتانسیل تحریک الکتریکی به اندازه یک ولت بسازند، در صورتیکه برای سایر روش های چاپ سه بعدی به بیش از یک کیلو ولت نیاز است.
دانشمندان معتقدند که کار آنها پتانسیل بسیار خوبی برای کوچک سازی رباتیک کم هزینه تولید شده بوسیله فناوری چاپ سه بعدی دارد.
در مورد ربات های نرم چاپ ۴ بعدی شده چندین روش مختلف تحریک وجود دارد که یکی از آنها فعال سازی الکتریکی است. برای مثال، پژوهشگران دانشگاه "رایس" اخیراً ربات های نرم خودرا چاپ چهار بعدی کردند که با تغییر دما فعال می شوند. آنها قصد دارند این فناوری را توسعه دهند تا جایی که بتوان از آن در ایمپلنت های زیست پزشکی بهره برد.
در جاهای دیگر همچون در دانشگاه فناوری "نانیانگ" چین، پژوهشگران یک قدم فراتر گذاشته اند و و ربات های نرمی را چاپ کرده اند که به هیچ وجه نیاز به دخالت و اعمال ورودی انسان ندارند.
این پروسه شامل متورم شدن یک الاستومر با اتانول برای القای فشار در ساختار محرک است. وقتی اتانول تبخیر می شود و الاستومر خشک می شود، این ماده با انرژی الاستیک ذاتی که در آن ذخیره شده است، تغییر شکل می دهد.




منبع:

1399/05/19
23:11:49
5.0 / 5
678
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۳
لینک دوستان گروه هوش مصنوعی
گروه هوش مصنوعی
iagrp.ir - مالکیت معنوی سایت گروه هوش مصنوعی متعلق به مالکین آن می باشد