Тонкие силы сцепления, которые позволяют гекконам, по-видимому, игнорировать гравитацию, цепляться за стены и ходить по потолкам, вдохновили команду исследователей из Южной Кореи на создание роботизированного устройства, которое может собирать и высвобождать деликатные материалы без повреждений. Команда, базирующаяся в Национальном университете Кёнпук и Университете Донг-А, опубликовала свою исследовательскую работу в журнале « Наука и технология передовых материалов» . Исследователи надеются, что его можно будет применить к передаче объектов с помощью роботизированных систем.
Сухой, но липкий секрет лапки геккона заключается в ее покрытии из крошечных волосков, состоящих из белка, называемых микрощетками. Эти волосы имеют длину около 100 микрометров и диаметр 5 микрометров. Каждый волос делится на несколько веточек, которые заканчиваются плоскими треугольными подушечками, называемыми лопаточками. Лопаточки настолько малы, что их молекулы взаимодействуют с молекулами поверхности, по которой карабкается геккон. Это создает слабые силы притяжения между молекулами, известные как сила Ван-дер-Ваальса. Эта сила достаточно сильна, чтобы удержать геккона на месте.
Врожденная способность гекконов к адгезии привлекла внимание многих исследователей и вдохновила на использование механизма адгезии в робототехнике. Искусственный сухой клей грибовидной формы, имитирующий этот механизм, использовался для роботизированного сбора материалов. Однако сила, необходимая для отделения клея от поверхности материала, может привести к его повреждению, особенно если материал хрупкий, например стекло.
«Были проблемы с легким отделением клея», — объяснил Сын Хун Ю, первый автор исследовательской статьи. «Чтобы использовать эти силы сцепления в роботизированных системах , крайне важно, чтобы робот мог не только поднять объект, но и легко от него отсоединиться, чтобы оставить объект в желаемом месте».
В своем исследовании команда решила эту проблему отсоединения, используя вакуумное устройство, изготовленное из мягкой силиконовой резины. Чтобы отсоединить сухой клей, не повредив перемещаемый хрупкий объект, был введен новый метод отделения. Этот метод включает в себя скручивающие и подъемные движения, которые отрывают сухой клей от поверхности стекла, не причиняя ему никакого повреждения. Исследователи обнаружили, что добавление этого скручивающего движения привело к десятикратному уменьшению силы, необходимой для отсоединения, что может быть жизненно важно при работе с деликатными материалами.
Проведя тесты, в которых их система перемещения была прикреплена к роботизированной руке , исследователи продемонстрировали, что она может поднять хрупкий стеклянный диск с наклонной поверхности, переместить его в другое место и аккуратно установить, не причинив ему никакого ущерба.
«Мы ожидаем, что наше исследование вызовет значительный интерес со стороны отрасли, поскольку многие компании очень заинтересованы в использовании сухих клеев для временного крепления и перемещения компонентов, особенно в робототехнических приложениях», — сказал Сунг Хо Ли, один из авторов исследования. Он добавил, что его команда надеется послужить мостом между исследованиями и промышленностью, применяя его к реальным промышленным приложениям и разрабатывая более совершенные модели.
