Desenvolvimento de material de auto-implantação para robótica de próxima geração

O campo da robótica se transformou drasticamente neste século, com um foco especial na robótica suave. Nesse contexto, as estruturas implementáveis ​​de origami inspiradas com armazenamento compacto e recursos eficientes de implantação ganharam destaque em campos aeroespaciais, de arquitetura e médicos.

Até agora, os especialistas utilizaram principalmente papel, vidro fino e polímeros como materiais dobráveis ​​para essas aplicações. No entanto, o polímero reforçado com fibra (FRP)-uma alternativa de ponta-permanece subexplicado em termos de precisão e confiabilidade do processo de fabricação.

Abordando essa lacuna de conhecimento, uma equipe de cientistas da Universidade Nacional de Pusan, liderada por Dong Gi Seong, professora associada do Departamento de Ciência e Engenharia de Polímeros, propôs um processo de distribuição de várias resinções para fabricação de FRP que combina uma estrutura de epóxi rígida e flexível, permitindo a formação precisa de propriedades mecânicas dentro de uma estrutura de sólãos.

O trabalho deles foi publicado em Compósitos Parte B: Engenharia.

O Dr. Seong diz: “Nossa técnica nova e eficiente para fabricar materiais compostos que permitem flexão flexível, mantendo um forte desempenho estrutural-um avanço que não foi relatado anteriormente na literatura-supere as limitações dos sistemas tradicionais de resina única e processos manuais, permitindo o controle seletivo da rigidez e a flexibilidade dentro do composto monolítico” “” “”

Dessa forma, os pesquisadores alcançam flexão flexível sem comprometer a integridade estrutural necessária para estruturas avançadas implantáveis ​​em várias aplicações, incluindo aplicativos de robótica rígida. Eles demonstram o potencial de sua abordagem para produzir compósitos de FRP duráveis ​​e de alto desempenho através da fabricação bem-sucedida de uma estrutura de origami cilíndrica triangulada.

Esses compósitos exibem um módulo de flexão de 6,95 GPa em seções rígidas e 0,66 GPa em seções dobráveis, com um raio de flexão inferior a 0,5 mm, garantindo flexibilidade e estabilidade em ciclos repetitivos com alta tolerância a deformações.

Além disso, a estrutura fabricada é leve, mecanicamente robusta e capaz de movimentos complexos, como extensão, compressão, flexão, torção e implantação, tornando -o ideal para uma ampla gama de aplicações.

Segundo o Dr. Seong, sua inovação pode levar a avanços significativos em vários campos futuristas de ciência e tecnologia. “Suas aplicações incluem peças robóticas, incluindo articulações para criar um robô semelhante a um transformador, peças implantáveis ​​para aplicações espaciais, como painéis solares implantáveis ​​e naves espaciais solares, substratos eletrônicos dobráveis ​​e roláveis ​​ou capas ou capas, projetos arquitetônicos para tendas, militares ou abrigos de emergência, além de galhos transformáveis ​​para genas próximas a vergões”.

Esta pesquisa estabelece as bases para estruturas armazenadas com compactação que podem ser implantadas com precisão e mantêm sua durabilidade mecânica, levando a impactos sociais de longo prazo, incluindo, mas não se limitando, a confiabilidade aprimorada de tendas de emergência e equipamentos de proteção para desastres para desastres e a maior eficiência de transporte para os sistemas de transporte de órbitas.

A longo prazo, a tecnologia proposta pode abrir o caminho para aplicações em robótica, onde estruturas rígidas-afins unificadas podem permitir ações de energia, articulações humanóides e eletrônicos adaptativos, além de orientar a escolha viável de material para rodas transformáveis ​​e estruturas adaptativas, permitindo sistemas de mobilidade eficientes em termos de energia em comparação a componentes metal mais importantes.

Por fim, esse trabalho pode servir como base para tecnologias de próxima geração que exigem implantabilidade e durabilidade na vida cotidiana.