Nauji fizikos dėsniai padeda žmonėms ir robotams suprasti prisilietimo trintį.

Dabar mokslininkai aprašė naują fizikos dėsnį, kuris paaiškina elastohidrodinaminių (EHL) tepalų trintį, kuri gali paskatinti plataus spektro robotų technologiją. Du tvirti paviršiai liečia tarp jų ploną skysčio sluoksnį. Kreditas: Lilian Hsiao.

Nors robotiniai prietaisai naudojami viskuo, nuo surinkimo linijų iki farmacijos, Tačiau inžinieriams sunku apsvarstyti trintį, kuri atsiranda, kai robotai sugriebia objektus, ypač drėgnoje aplinkoje. Tyrėjai dabar atrado naują fizikos dėsnį, kuris paaiškina tokio pobūdžio trintį, kad reikėtų sukurti platų robotizuotų technologijų spektrą.

„Mūsų darbas atveria duris kurti patikimesnius ir funkcionalesnius jutiklinius prietaisus ir robotus tokiose srityse kaip laparoskopinė chirurgija ir gamyba“, – sakė chemijos ir biomolekulių inžinerijos profesorė Lilian Hsiao. Šiaurės Karolinos valstybinis universitetas Ir straipsnių autoriai, dalyvaujantys darbe

Problema yra tai, kas vadinama elastohidrodinaminių lubrikantų (EHL) trintimi, kuri yra trintis, atsirandanti dviem kietiems paviršiams kontaktuojant su plonu skysčio sluoksniu tarp jų. Tai apima trintį, atsirandančią trinant pirštų galiukus, kur skystis yra plonas aliejaus sluoksnis, kuris natūraliai atsiranda ant jūsų odos. Bet jis taip pat gali būti naudojamas su robotais nagais, kurie pakelia suteptus daiktus, arba chirurginei įrangai, naudojamai žmogaus kūne.

Viena iš priežasčių, kodėl trintis yra svarbi, yra ta, kad ji leidžia mums nešiotis daiktus nenukrentant.

“Žmonėms lengva suprasti trintį, net jei mes susiduriame su muilo indu, – sako Hsiao, – tačiau labai sunku apibūdinti EHL trintį, kai kuriama medžiaga, reguliuojanti jo sukibimą su kūnu. Robotas”

Inžinieriams, norint sukurti EHL medžiagas, susijusias su trintimi, reikia pagrindo, kurį būtų galima nuosekliai pritaikyti įvairiausioms programoms, medžiagoms ir dinaminėms sąlygoms. Tai tyrėjai atrado.

„Šis dėsnis gali būti naudojamas apibūdinti EHL trintį ir gali būti taikomas įvairioms minkštosioms sistemoms tol, kol objekto paviršius yra raštuotas“, – sakė Hsiao.

Šiame kontekste tekstūros raštai gali būti bet kokie – nuo šiek tiek pakeltų paviršių mūsų pirštų galuose iki griovelių roboto įrankio paviršiuje.

Naujas fizinis principas, kurį kartu sukūrė Hsiao ir jos magistrantė Yunhu Peng, naudoja keturias lygtis, kad apibūdintų visas žaidžiančias fizines jėgas, kad suprastų EHL trintį. Šiame straipsnyje mokslininkų komanda parodė. Žiūrėkite įstatymą trijose sistemose: žmogaus pirštas ; Bio įkvėpti roboto pirštų galiukai Ir įrankis vadinamas tribo-reometras Kuris buvo naudojamas trinčiai matuoti. Pengas buvo pirmasis straipsnio autorius.

“Šie rezultatai yra labai naudingi roboto rankoje, turint tinkamesnį valdymą patikimam procesų valdymui”, – sakė Hsiao. “Ir yra aiškių pritaikymų chirurginės chirurgijos srityje, kur chirurgas valdo prietaisą. Robotas nuotoliniu būdu, kad atliktų operaciją Mes tai vertiname kaip esminį lūžį, norint suprasti prisilietimą ir kontroliuoti apšvitą sintetinėse sistemose.

Nuoroda: „Elastohidrodinaminė trintis Iš robotų ir žmogaus pirštų ant minkštų mikropaviršių “, autoriai Yunhu Peng, Christopher M. Serfass, Anzu Kawazoe, Yitian Shao, Kenneth Gutierrez, Catherine N. Hill, Veronica J. Santos, Yon Visell. Ir Lilian C.Hsiao, 29 m. 2021 m. Balandžio mėn. Natūrali medžiaga.
DOI: 10.1038 / s41563-021-00990-9

Šį straipsnį parašė NC valstijos daktaras Christopheris Serfassas; NC valstijos bakalauro studentė Catherine Hill; Anzu Kawazoe, Yitianas Shao ir Yonas Visellas iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje; O Kennethas Gutierrezas ir Veronica J. Santos iš Kalifornijos universiteto Los Andžele.

Šis darbas buvo baigtas remiant AAAS Marion Milligan Mason Award ir Nacionaliniam mokslo fondui numeriu CBET-2042635.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.