Инженеры использовали попкорн в качестве движущей силы для роботов

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Share Button

Исследователи из Корнелльского университета предложили использовать в качестве основы актуаторов роботов доступный материал — попкорн. Они создали несколько работающих прототипов.

Актуатор робота из попкорна

Один из актуаторов, содержащий 36 зерен, смог поднять груз массой 100 граммов, рассказывают авторы в статье, представленной на конференции ICRA 2018.

Во время нагревания вода в зернах кукурузы превращается в пар, а крахмал размягчается, но прочная оболочка зерна сдерживает внутреннее давление. При примерно двухстах градусах Цельсия давление внутри зерна становится критическим, оболочка разрывается и пар вместе с крахмалом резко расширяются, после чего крахмал снова быстро остывает и формирует объемную матрицу гораздо большего объема, чем изначальное зерно.

Инженеры изучили три типа зерен кукурузы и выбрали из них один с самым большим коэффициентом расширения — 9,7 ± 4,8. Кроме того, авторы изучили четыре способа нагревания и их влияние на характеристики расширения: нагревание горячим воздухом или маслом, микроволнами и металлической проволокой. На основе трех этих способов инженеры сделали работающие прототипы актуаторов.

Принцип работы попкорн-актуаторов

Принцип работы попкорн-актуаторов.
Steven Ceron et al. / ICRA 2018

Два из них используют в качестве нагревателя кукурузы металлическую проволоку, обмотанную вокруг зерен. При нагревании зерна расширяются и заставляют всю конструкцию расширяться и изгибаться. Один из таких актуаторов показал довольно высокие характеристики и смог поднять груз массой 36 граммов. Кроме того, разработчики создали складную оригами-конструкцию из бумаги, между складками которой располагаются зерна. При нагревании в микроволновой печи они также взрываются и значительно увеличивают объем конструкции. Наконец, инженеры создали механический захват, между двумя верхними панелями которого насыпана кукуруза. При нагревании промышленным феном она расширяется, а верхняя пластина тянет за тросы, заставляющие захват сжиматься:

Источники: spectrum.ieee.orgNPlus1/

Share Button

Нет комментариев.

Оставить комментарий

© 2014-2018 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено. Политика кофиденциальности. Соглашение об обработке персональных данных.
Наверх