Мягкие материалы и жесткие материалы имеют свое применение, но эти два свойства обычно не проявляются в одном веществе. Таким образом, RoboFabric является исключением, поскольку его можно переключать между мягким и жестким состояниями.
Материал, разработанный группой ученых из сингапурского Наньянского технологического университета, был вдохновлен взаимосвязанными защитными чешуйками. животных, таких как броненосцы и ящеры.
Хотя чешуя обоих существ состоит из кератина, RoboFabric состоит из сети переплетающихся полимерных плиток, напечатанных на 3D-принтере. Все плитки соединены между собой тонкими металлическими проволоками, проходящими через них и между ними.
Пока эти провода остаются относительно свободными, все плитки могут свободно перемещаться относительно друг друга. Однако, когда провода натягиваются, плитки стягиваются, мгновенно заставляя «ткань» становиться более чем в 350 раз жестче. При ослаблении натяжения проводов материал снова становится мягче.
Велосипедный шлем из RoboFabric (он же SAILS – слоистая структура, вдохновленная чешуей) может оставаться мягким для удобства переноски в сумке, когда он не используетсяNTU Singapore
Среди других возможных применений эту технологию можно было бы использовать для изготовления гипсовых повязок на руки, которые остаются мягкими при первоначальном позиционировании травмированной конечности, а затем становятся жесткими, когда она принимает желаемое положение. И вместо того, чтобы снимать его, как традиционную гипсовую повязку, гипсовую повязку RoboFabric можно просто размягчить и снять, когда она больше не нужна.
В том же духе технология может также найти применение в вспомогательных фиксаторах суставов, которые позволят владельцам поднимать предметы или выполнять другие сложные физические задачи с меньшими усилиями. Например, пользователи могли большую часть времени держать бандаж на запястье или локте мягким для максимальной свободы движений, а затем ужесточать его для поддержки при подъеме тяжелых предметов.
Ученым удалось создать такие подгонки по индивидуальному заказу. с помощью 3D-сканирования конечностей добровольцев, а затем распечатайте в 3D десятки необходимых плиток менее чем за час. Протягивание проводов через эти плитки вручную заняло некоторое время, но этот процесс, вероятно, можно будет автоматизировать по мере дальнейшего развития технологии.
A более пристальный взгляд на локтевой бандаж RoboFabricNTU Сингапур
В ходе лабораторных испытаний было обнаружено, что мышечная активность добровольцев снижалась на 40 %, когда корсеты использовались для поднятия тяжестей. Возможные применения RoboFabric не ограничиваются носимыми устройствами.
Эта технология уже использовалась в роботизированном захвате, установленном на нижней части дрона. Этот захват способен захватывать предметы, затвердевая и скручиваясь вокруг них, а затем освобождая их, смягчаясь.
RoboFabric также использовался в плавающем роботе, состоящем из плитки, запечатанной внутри эластичного конверта. . Когда воздух высасывается из этой оболочки, возникающий вакуум заставляет плиту затвердевать и принимать заданную форму. Когда этот вакуум высвобождается, плита размягчается, возвращаясь к своей «расслабленной» форме. Попеременно переключаясь между этими двумя состояниями, устройство способно плавать по воде.
Доклад об исследовании, которым руководил доц. Профессор Ван Ифань недавно был опубликован в журнале Science Robotics. Используемый материал можно увидеть в видеоролике ниже.
Потрясающую новую RoboFabric можно использовать в медицинских устройствах и мягкой робототехнике
