Víte, že existuje robot střídající pevné a kapalné skupenství?
- DATUM:22 února, 2023
- AUTOR:Štěpánka Čížková
Robotika zažívá boom. Výzkumné týmy po celém světě pracují na nejrůznějších systémech pro široké spektrum použití. Momentálně existují dva základní koncepty: Na jedné straně konstrukce z pevných materiálů, elektronických součástek a motorů (Hard Robotics) a na straně druhé tzv. měkká robotika (Soft Robotics), využívající flexibilní struktury a alternativní řídicí systémy. Zatímco tradiční roboti bývají strnulí a neohební, měkké verze robotů mívají problém opačný – jsou jemné a přizpůsobivé, ale zároveň slabé a obtížně ovladatelné. Bylo by možné vytvořit robota, který v sobě spojuje výhody obou výše zmíněných systémů?
Myšlenka spojení obou konceptů představuje základ nové studie čínsko-amerického týmu. Nejde však o kombinaci tvrdých a měkkých materiálů, ale o využití změny mezi pevným a kapalným skupenstvím. Základním materiálem je galium – kov přecházející z pevného do kapalného stavu již při 29,8 °C (téměř při pokojové teplotě). Pro vývoj nového robotického materiálu nazvaného MPTM (Magnetoactive Phase Transitional Matter) vědci vložili do galia magnetické mikročástice tvořené směsí neodymu, železa a boru. „Tyto částice slouží dvěma účelům,“ vysvětluje Carmel Majidi z Pittsburské univerzity. „Vlivem magnetických polí se jako kouzlem mohou útvary z MPTM přesně pohybovat a lze je používat jako roboty k plnění různých úkolů. Další funkcí mikročástic je citlivost vůči střídavému magnetickému poli, to umožňuje zahřátí pomocí indukce a změnu skupenství,“ uvádí Majidi. Přechod mezi pevným a kapalným stavem tedy probíhá ohřevem pomocí střídavého magnetického pole, podobně jako u indukční varné desky. Pevného skupenství se znovu dosáhne ochlazením.
Vzniklý materiál vykazuje podle autorů jedinečnou kombinaci vlastností – vysokou mechanickou pevnost, velkou nosnost, rychlou pohyblivost, vynikající ovladatelnost a tvarovou přizpůsobivost. Výhodou je také menší viskozita ve srovnání s jinými materiály, u nichž změnu skupenství zajišťují externí zdroje tepla. Díky magnetickým polím mohou útvary z MPTM překonávat překážky a prohlubně, rozdělit se nebo pájet elektronické součástky. Působivě prezentují vědci potenciál svého konceptu pomocí robota ve tvaru lego figurky. Postavička se pomocí zkapalnění vysvobodí z vězení a následně znovu získá svůj tvar ztuhnutím ve formě.
„Materiál by mohl být také použit k řešení lékařských a technických problémů,“ říká spoluautor Chengfeng Pan z Čeťiangské univerzity (ve městě Chang-čou). Vědci již úspěšně testovali využití tohoto materiálu jako šroubů pro montáže v těžko přístupných prostorech, k cílenému dodávání léků do žaludku, k odstranění cizího tělesa ze žaludku či k přesunu elektronické součástky a jejímu zapojení do elektrického obvodu.
Zajímá vás robotika a inovativní technická řešení? Přihlaste se ke studiu na Fakultě aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni.
Zdroje:
www.wissenschaft.de/technik-digitales/skurrile-fest-zu-fluessig-robotik
DALŠÍ PŘÍSPĚVKY
Kuriózní experimenty
Posted on
Viktor Chejlava
Znáte ten vtip, jak číšník přinese hostu polévku, ve které plave moucha? Host to samozřejmě okamžitě zjistí… Co kdyby ale číšník donesl místo polévky víno? A co kdyby v něm …
Aktuality
Posted on
Bav se vědou
Schmidtův index. Který hmyz má nejbolestivější bodnutí? DATUM:9 června, 2021 AUTOR:Bav se vědou Věda může bolet. Třeba Justin Schmidt se nechal ve jménu vědy více než tisickrát bodnout a kousnout …
Kalendárium
Posted on
Bav se vědou
Kalendárium: Otevření mostu Hongkong–Ču-chaj–Macao DATUM:23 října, 2019 AUTOR:Bav se vědou Jak zkrátit cestu stejným dopravním prostředkem ze tří hodin na třicet minut? V Číně na otázku odpověděli vybudováním nové komunikace, překonávající …