วิธีสร้างหุ่นยนต์จิ๋วจากผ้ายืด

การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์ขนาดเล็กสามารถสร้างขึ้นจากแผ่น 2 มิติที่เปลี่ยนรูปร่างได้ ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเทคนิคทางคณิตศาสตร์สำหรับเข้ารหัสวัฏจักรการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ขนาดเล็กลงบนพื้นผิวของวัสดุที่เรียบ พวกเขาทำงานกับแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักร พวกเขาเชื่อว่างานของพวกเขาจะทำให้สามารถออกแบบหุ่นยนต์ว่ายน้ำระดับจุลภาคจากวัสดุต่างๆ 

เช่น อิลาสโตเมอร์

ผลึกเหลวและไฮโดรเจล โคเฮนมั่นใจว่าวันหนึ่งหุ่นยนต์ไมโครสเกลจะทำงานหลายอย่างเหมือนกับหุ่นยนต์สเกลใหญ่ อย่างไรก็ตาม เขาเชื่อว่าในระดับไมโครและนาโนนั้น “เราต้องจินตนาการถึงวิธีการสร้างเครื่องจักรใหม่ทั้งหมด” “วิธีที่เราจะทำคือเราจะผลิตทุกอย่างในแบบ 2 มิติ จากนั้นปล่อย

ออกจากวัสดุพิมพ์ แล้วนำไปพับหรือประกอบตัวเองเป็นวัตถุ 3 มิติที่สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมของมันได้” ความท้าทายในการผลิตระดับไมโครแผ่นอิลาสโตเมอร์ผลึกเหลว (LCE) เป็นตัวเลือกชั้นนำสำหรับการผลิตหุ่นยนต์ไมโครสเกลแบบนิ่มด้วยวิธีนี้ วัสดุแบนเหล่านี้เปลี่ยนรูปเป็นรูปทรง 3 มิติ

เพื่อตอบสนองต่อแสง ความร้อน และสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยการจัดตำแหน่งเริ่มต้นของโมเลกุลจะเป็นตัวกำหนดความโค้งสุดท้าย อย่างไรก็ตาม การออกแบบเครื่องจักรที่ใช้งานได้จากเอกสารเหล่านี้ยังคงเป็นความท้าทาย ในการทำงานที่เป็นประโยชน์ เช่น การว่ายน้ำ หุ่นยนต์จำเป็นต้องมีโปรแกรม

การเปลี่ยนรูปมากกว่าหนึ่งโปรแกรมเมื่อผลิต ตัวอย่างเช่น โคเฮนแนะนำหุ่นยนต์ที่โมเลกุลบางส่วนตอบสนองต่อแสงสีน้ำเงินและบางส่วนตอบสนองต่อแสงสีแดง อย่างไรก็ตาม การเสียรูปจะประกอบเข้าด้วยกัน ทำให้คาดเดารูปร่างสุดท้ายได้ยากอย่างไม่น่าเชื่อ วิธีแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เข้าร่วมห้องทดลอง 

ในตำแหน่ง โดยนำเทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่เขา ปรับใช้เพื่อสร้างความก้าวหน้า  ใช้รูปทรงเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์เพื่อทำวิศวกรรมย้อนกลับแผ่นชนิด ที่เปลี่ยนรูปเป็นรูปทรงเป้าหมายเดียว เขาคาดการณ์ว่าวิธีการเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับระบบที่ซับซ้อนกว่ามาก โดยระบบหนึ่งที่เขากำลังออกแบบหุ่นยนต์

ที่สามารถเปลี่ยน

รูปร่างเป็นรูปร่างทั้งหมดได้ในวงจรการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับสิ่งเร้า นักวิจัยได้ทดลองกับกระดาษที่มีลักษณะคล้ายโอริกามิซึ่งพับเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ แต่โคเฮนกล่าวว่าความก้าวหน้าของผลงานชิ้นล่าสุดนี้ “คือความสามารถในการสร้างรูปทรงต่างๆ โดยไม่ต้องย้อนกลับไปสู่สถานะแบนเดิม… 

และนั่นคือสิ่งที่ทำให้สามารถทำได้ การทำงานและการเคลื่อนไหว”นักวิจัยพบว่าในกรณีส่วนใหญ่ เทคนิคทางทฤษฎีนี้สามารถหาทางออกในการวิเคราะห์ได้ รูปแบบการจัดตำแหน่งที่ควรหมุนเวียนไปตามลำดับทั้งหมดของรูปร่างเป้าหมายเมื่อเปลี่ยนรูป พวกเขาแสดงให้เห็นเป็นตัวอย่าง 

เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิด พวกเขายังเสนออุปกรณ์ว่ายน้ำขนาดเล็กอย่างง่ายที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดได้ นักว่ายน้ำเป็นดิสก์ประเภท LCE แบบแบนที่ประกอบด้วยสองชั้นโดยมีการเรียงตัวของโมเลกุลแบบมุมฉาก เมื่อชั้นต่างๆ ถูกกระตุ้นทีละชั้นและผ่อนคลาย นักว่ายน้ำ

จะแสดงวงจรของรูปทรงกรวยและแบน ซึ่งนักวิจัยคาดการณ์ว่าจะช่วยให้มันเคลื่อนที่ผ่านของเหลวได้

แม้ว่าพวกเขาจะยังไม่ได้ทดสอบทฤษฎีของตนในห้องแล็บ แต่ทีมก็ยังมองในแง่ดีเกี่ยวกับผลลัพธ์ที่ได้ เช่นเดียวกับ LCEs พวกเขากำลังตรวจสอบการทดลองในแผ่นพองและ (ตัดและพับ) 

ทีมงานยังได้เปิดตัวชุดซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้นักวิจัยทั่วโลกสามารถออกแบบหุ่นยนต์ที่เปลี่ยนรูปร่างได้โดยใช้ทฤษฎีของพวกเขา แผ่นที่เปลี่ยนรูปก่อนเป็นทรงกลม จากนั้นเป็นรูปแบบคลื่น และสุดท้ายเป็นใบหน้า (ดูรูปด้านบน) สามารถช่วยเอาชนะอุปสรรคระยะยาวนี้ได้” เหตุผลอื่นที่ฉันไม่เชื่อว่า

สถานะของเหลวที่ไม่แข็งตัวสามารถคงอยู่ได้เหนืออุณหภูมิวิกฤตคือปริมาณพลังงานความร้อนที่อนุภาคมี อนุภาคส่วนใหญ่มีพลังงานความร้อนมากพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดที่ดึงดูดพวกมันกับเพื่อนบ้าน นั่นเป็นเหตุผลที่เราเรียกตัวอย่างว่าของไหลวิกฤตยวดยิ่ง แทนที่จะเป็นของเหลว วิธีเดียว

ที่คุณสามารถ

ทำให้ของไหลวิกฤตเหนือระดับวิกฤตเป็นของเหลวได้คือต้องทำให้ตัวอย่างมีความหนาแน่นสูงจนไม่มีที่ใดให้อนุภาคของส่วนประกอบเล็ดลอดเข้าไปได้ นั่นหมายถึงการข้ามเส้น การอ้างสิทธิ์ที่ขัดแย้งแม้ว่านักวิจัยอาจโต้แย้งเกี่ยวกับความสำคัญของเส้น และระยะทางที่ขยายจากจุดวิกฤต 

แต่ก็ไม่มีข้อโต้แย้งว่ามีอยู่จริง นั่นเป็นเพราะคุณสมบัติของของไหลใกล้จุดวิกฤตได้รับการศึกษาอย่างละเอียดมานานหลายทศวรรษ เนื่องจากมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมในการใช้งาน เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า การแปรรูปอาหาร และการทำความเย็น การศึกษาเหล่า นั้นจบลงในฐานข้อมูลออนไลน์

เกี่ยวกับคุณสมบัติของของไหล ซึ่งจัดทำโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกาในทางกลับกัน เส้น เป็นแนวคิดที่ใหม่กว่าและขัดแย้งกันมากกว่า ในขณะที่การทดลองแสดงให้เห็นว่าของไหลและของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงสามารถแสดงคุณสมบัติคล้ายของแข็งได้ 

เช่น สามารถรองรับคลื่นเฉือนได้ แต่มีการศึกษาอย่างเป็นระบบน้อยมากว่าคุณสมบัติเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ในความเป็นจริง เราไม่แน่ใจด้วยซ้ำว่าพวกมันปรากฏขึ้นในช่วงความดันและอุณหภูมิที่แคบพอที่จะเรียกมันว่า “เส้น” หรือไม่ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย ในเยอรมนี 

ได้ศึกษาวิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เมื่อยิงเข้าไปในนีออนของไหลที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งอยู่ไกลเกินกว่าจุดวิกฤตของนีออนที่มีเพียงสาย เท่านั้นที่สามารถทำได้อย่างสมเหตุสมผล คาดว่าจะทำให้เกิดการครอสโอเวอร์ที่แคบในคุณสมบัติของของไหลพวกเขาพบว่าลำดับระยะปานกลาง (ลักษณะที่คาดหวังสำหรับของเหลวหนาแน่นที่ด้านความดันสูงของเส้น) ปรากฏขึ้นค่อนข้างกะทันหัน 

credit: genericcialis-lowest-price.com TheCancerTreatmentsBlog.com artematicaproducciones.com BlogLeonardo.com NexusPheromones-Blog.com playbob.net WorldsLargestLivingLogo.com fathersday2014s.com impec-france.com worldofdekaron.com