研究者は、危険な液体をクリーンアップするためのロボット液滴マニピュレーターを発明します

クレジット: コロラド州立大学

ジャーナルの最近の記事によると、CSU の研究者は、液体の個々の液滴を操作できる最初の成功したソフト ロボット グリッパーを作成しました。 材料の地平.

この突破口は、CSU の機械工学科にある 2 つの異なる研究所間の共同作業の成果です。 これは、ソフト ロボティクスと超疎水性コーティングという 2 つの応用技術を組み合わせることによって実現されました。

ソフトロボットマニピュレーターは、ナイロン繊維や粘着テープなどの安価な素材でできています。 それは、電気的に活性化された人工筋肉によって駆動されます。 この組み合わせにより、繊細な作業が可能な軽量で安価なグリッパーを製造できますが、同じ重量の人間の筋肉の 100 倍の強度があります。

その結果、ロボットとは何か、ロボットに何ができるかという私たちの文化的概念に反するものになりました。

従来のロボットは、重く、剛性が高く、高価なコンポーネントで構成されています。 そのため、一部のタスクにはあまり適していません。

一方、ソフトロボットは、従来のロボットでは実現が難しかった、軽量で優しいタッチを実現できます。 それらははるかに軽量で、剛性のあるいとこの数分の1のコストで製造できます。






クレジット: コロラド州立大学

「私の指ほどの大きさのグリッパーは、埋め込まれた人工筋肉を含めて 1 ~ 2 グラムです。しかも安価で、わずか 1 ~ 2 ドルです」 . -論文の筆頭著者。

ソフトロボットグリッパーは、液滴マニピュレーターを可能にする新しい超疎水性コーティングで処理されています。 超疎水性コーティングは、接触面が傾いたり動いたりする動的な状況でも、ほぼすべての種類の液体による濡れに耐えます。 ソフト ロボット マニピュレータに適用すると、このコーティングにより、表面張力を壊すことなく液滴と相互作用できるようになり、個々の液滴をあたかも柔軟な固体であるかのようにつかみ、輸送し、放出することができます。

液滴マニピュレーターに採用されている超疎水性コーティングは、CSU の Arun Kota 准教授 (現在はノースカロライナ州立大学) とポスドク研究員の Wei Wang (現在はテネシー大学助教授) によって開発されました。 Wang と Kota も記事に寄稿しました。

「これは、これら 2 種類の研究の間の非常に素晴らしい相乗効果です。Kota 博士はこの非常に優れたコーティングに取り組んでおり、私たちは液滴を操作するためのこのソフト ロボットに取り組んでいたので、これが良い組み合わせになる可能性があると考えました」と語った。彼は共著者であり、CSU の機械工学准教授であり、Adaptive Robotics Laboratory の所長でもある Jianguo Zhao です。

研究の初期段階では、チームはジャーナル編集者の注目を集めるのに苦労しました。 COVID-19 のパンデミックは、彼らの発明の可能性を指摘する機会となりました。

「パンデミックのため、危険な感染性物質の取り扱いが話題になっています。そのため、最初の改訂後に血液操作実験を追加しました」と Sun 氏は述べています。 「そのようなことが、審査プロセスを通過するのに役立ちました。」

安価な材料と革新的な機能の組み合わせには、エキサイティングなアプリケーションがあります。 多くの液体流出シナリオでは、毒性、伝染のリスク、または周囲のその他の危険のために、人間によるクリーンアップが危険になる可能性があります。 これらの液滴マニピュレーターは、使い捨てできるほど安価ですが、他のロボットが行ったことのない正確でロスのない液体クリーンアップ作業を行うのに十分な能力があります。

「これは初めてのことですが、それほど高価ではないハイテク製品の非常に珍しい例でもあります」と Zhao 氏は述べています。

詳しくは:
Wei Wang et al、生体流体液滴のオンデマンド、リモートおよびロスレス操作、 材料の地平 (2022)。 DOI: 10.1039/D2MH00695B

コロラド州立大学提供

引用ソフト スキル: 研究者は、危険な液体のクリーンアップのためのロボット液滴マニピュレーターを発明します (2022 年 11 月 17 日) https://techxplore.com/news/2022-11-soft-skills-robotic-droplet-hazardous.html から 2022 年 11 月 18 日に取得

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