ساخت رباتی برای نظارت دقیق بر محیط

محققان ایتالیایی یک ربات نرم زیست تخریب پذیر جدید با چاپ چهار بعدی ساخته اند که در پاسخ به رطوبت تغییر شکل می دهد و می تواند در خاک حرکت کند.

گزارش کردن تکناکاین دستگاه به عنوان روشی نوین برای پایش محیط از پتانسیل بالایی برخوردار است.

پرینت چهار بعدی فرآیند استفاده از پرینت سه بعدی برای ایجاد اشیایی است که می توانند شکل یا خواص خود را در پاسخ به عوامل محیطی مانند نور و دما تغییر دهند. این فناوری قبلاً برای ایجاد فناوری های مواد خود مونتاژ و قابل برنامه ریزی استفاده می شد.

در حال حاضر از فناوری 4 بعدی برای ایجاد یک ربات نرم با قابلیت تجزیه و تحلیل خاک استفاده شده است. پژوهشگران Istituto Italiano di Tecnologia در جنوا با الهام از ساختار دانه شمعدانی آفریقای جنوبی (Pelargonium appendiculatum) که در پاسخ به رطوبت محیط تغییر شکل می دهد، اولین ربات بذری زیست تخریب پذیر را ایجاد کردند.

باربارا ماتزولای، نویسنده مسئول این مطالعه وی بیان کرد: مطالعات ما از مشاهده طبیعت با هدف تقلید از راهبردهای موجودات زنده یا ساختار آنها و تکرار آن در فناوری های رباتیکی که تاثیر زیست محیطی کمی از نظر انرژی و آلودگی دارند آغاز شد.

بذرهای خانواده گیاهان گلدار Gerianaceae که شامل گل شمعدانی می شوند، با جدا شدن از گیاه مادر در شرایط محیطی مناسب، از خاصیت رطوبت سنجی (فعال شده با رطوبت) خود استفاده می کنند. این بذرها پس از جدا شدن تغییر شکل داده و به طور مستقل در خاک نفوذ می کنند و شانس جوانه زنی را افزایش می دهند.

پس از بررسی کامل ساختار و بیومکانیک دانه طبیعی، محققان آن را با استفاده از ترکیبی از تکنیک های چاپ سه بعدی و الکتروریسی تکرار کردند. الکتروریسی روشی برای تولید الیاف است که از نیروی الکتریکی برای کشیدن پلیمرهای باردار تا رسیدن قطر الیاف به چند صد نانومتر استفاده می کند.

محققان از مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) برای چاپ یک لایه زیرلایه متشکل از پلی کاپرولاکتون (PCL)، یک پلی استر ترموپلاستیک زیست تخریب پذیر استفاده کردند. این لایه با استفاده از پلاسمای اکسیژن فعال شد تا آب بیشتری جذب کند و آبدوست شود. سپس الیاف حساس به رطوبت الکتروریسی شده متشکل از یک پوسته پلی اتیلن اکسید و یک هسته نانو کریستال سلولز به لایه زیرلایه اضافه می شوند.

در این آزمایش، ربات نرم یک نمونه خاک را کاوش کرد و شکل آن را برای تعامل با زبری و ترک‌های خاک تطبیق داد. این ربات بسیار کارآمد در مصرف انرژی بود و می توانست 100 برابر وزن خود را بلند کند.

ویدئوی زیر که توسط Istituto Italiano di Tecnologia تهیه شده است، نشان می دهد که دانه ربات چگونه در طول آزمایش به خاک واکنش نشان می دهد.

به گفته محققان، این ربات راه جدیدی برای نظارت بی سر و صدا بر محیط ارائه می دهد.

مازولای گفت: “با این تحقیقات اخیر، ما بیشتر ثابت می کنیم که امکان ایجاد راه حل های نوآورانه ای وجود دارد که نه تنها هدفشان نظارت بر رفاه سیاره ماست، بلکه این کار را بدون تغییر آن انجام می دهد.”

محققان امیدوارند که هزینه کم، طراحی ساده و توانایی جمع‌آوری داده‌ها به ویژه در مناطق دورافتاده خبرجو باشد.

Luca Cecchini، نویسنده اول این مطالعه، گفت: این روبات های زیست تخریب پذیر و مستقل از انرژی به عنوان ابزار بی سیم و بدون باتری برای اکتشاف و نظارت بر خاک سطحی استفاده خواهند شد. این رویکرد الهام‌گرفته از طبیعت به ما امکان می‌دهد ابزارهای کم‌هزینه‌ای را توسعه دهیم که می‌توانند برای جمع‌آوری داده‌ها در محل با وضوح مکانی و زمانی بالا، به‌ویژه در مناطق دورافتاده که هیچ داده نظارتی در دسترس نیست، استفاده کنیم.

مقاله ساخت ربات برای نظارت دقیق بر محیط زیست اولین بار در تکناک – اخبار دنیای فناوری پدیدار شد. ظاهر شد.