Hidrojenin Manipülasyonu Modern Robotikte Çeviklik ve Esnekliği Artırabilir

Yeni bir çalışma, Physical Review Letters bilim dergisinde yayımlandı ve hidrojenin daha hızlı kasılmasını sağlayan bir “mikroskobik fenomen” ortaya koyuyor. Continuum Poroelastic Theory olarak adlandırılan bu keşif, birçok endüstri için önemli sonuçlar doğurabilir, özellikle de yumuşak robotik için. Bu, bu cihazların daha hafif ve daha çevik olmasını sağlayabilir. İşte bilmeniz gerekenler.

Hidrojen

Hidrojen, suya dayanıklı, esnek bir malzemedir ve sıkı polymer zincirlerden oluşur. Bu zincirler, sıvıları emebilir ve verimli bir şekilde tutabilir. Bu durumda, hidrojen chủ olarak sudan oluşur. Hidrojenler daha sonra depoladıkları sıvıları salabilir ve uyarıya tepki olarak kasılabilir. Bu uyarı, pH değişiklikleri gibi kimyasal veya sıcaklık veya alan değişiklikleri gibi atmosferik olabilir.

Hidrojen, yumuşak, esnek özelliklere sahiptir ve saç jelinizde, diş macununuzda, kozmetiklerinizi ve diğer su hacimli çözeltilerinde bulunabilir. Ayrıca, sağlık hizmetlerinde yara bandajı, yanık bakımı ve daha fazlası için yaygın olarak kullanılır. Robotlar için, daha ağır alternatiflerin yerine güvenilir bir ikame olabilir.

Hidrojen, Uyumlu Olmayan Robotları Geliştirir

Uyumlu olmayan veya yumuşak robotlar, çeşitli esnek malzemelerden oluşur ve benzersiz görevleri gerçekleştirmelerini sağlar. Bu özel cihazlar, dar alanlara sığabilir, karmaşık enkazları gezinebilir ve hatta ilaç teslimatına yardımcı olabilir. Araştırmacılara göre, hidrojenler gelecekte yumuşak robotlarda kauçuk ve hidrolik bileşenlerin yerini alabilir.

Yumuşak robotlar, belirli uygulamalar tartışılırken, rijit karşılıklarına kıyasla önemli bir avantajlara sahiptir. Örneğin, basınçlarını daha geniş bir alana dağıtabilirler, bu da daha yumuşak bir dokunuşa sahip olmalarını sağlar. Bu avantajlar,几乎 her ortamda uyum sağlamalarına olanak tanıyan yeteneklerle birleştirildiğinde, yumuşak robotlar belirli görevler için ilk çözüm haline gelir.

Mevcut Sistemler

Hidrolik ve pnömatik sistemler şu anda robotik endüstrisini domine ediyor. Güvenilirler ve birçok forma sahip olarak on yıllardır varlar. Ancak, özellikle miniaturize edilmiş ve uyumsuz robotik tartışılırken, bu sistemlerin önemli dezavantajları vardır.

Örneğin, hidrolik veya pnömatik sistemlere dayanarak şeklini değiştiren uyumsuz robotlar, hortumlar, hatlar ve pompalar entegre etmelidir. Bu öğeler mikroskobik seviyelerde neredeyse imkansız olabilir. Hatta ölçeklenirse, her pompa ve hortum bu küçük cihazlara ağırlık ekler. Ağırlık, bir robotun pil ömrünü, seyahat olanaklarını ve daha fazlasını azaltır. Dolayısıyla, araştırmacıların hidrojen keşfi, robotların daha esnek çalışmasını sağlayabilir ve ağırlığı optimize edebilir, yeni kullanım senaryolarını mümkün kılabilir.

Araştırmacılar, keşiflerinin uyumsuz robotları geleceğe taşıyabileceğine, verimliliği ve çevikliği artırabileceğine, ağırlığı azaltabileceğine inanıyor. Hidrojenler, kauçuğun yerini alabilir, çünkü daha hafiftirler ve hidrolik veya pnömatik sistemlere gerek kalmaz. Bu nedenle, yumuşak robotları inşa etmeyi daha az karmaşık hale getirirler.

Mikroskobik Fenomen

Araştırmacılar, çeşitli koşullar altında hidrojenlerin genişlemesi ve kasılması sırasında keşfedilen bir mikroskobik fenomeni tanımladılar. “Continuum Poroelastic Theory” olarak adlandırılan bu keşif, mikro robotik için tüm kutuları işaretleyen bir hidrojen merkezli çözüm sunuyor. Hafif, güvenilir, kontrol edilebilir ve mevcut seçeneklerden daha kolay yaratılabiliyor.

Hidrojen Araştırma Detayları

Araştırmacılar, bir hidrojen filmi ince bir katman oluşturarak başladı. Bu gözenekli katman, belirli koşullar altında su ve iyonların serbestçe geçmesine izin verdi. Gözlemlenen ilk anormallik, jel difüzyoforesis olarak bilinen bir sürecin, jelın osmotik basıncında ani bir artışa neden olduğuydu. Difüzyoforesis süreci, iyonların tanıtılmasıyla birlikte jelın aniden şişmesine neden oldu.

Önemli olarak, hidrojen orijinal boyutuna geri döner ve sıvıyı uzaklaştırdıktan sonra kasılır. İyonla infüze edilen hidrojenler, orijinal yöntemlerden yüzlerce kez daha hızlı genişler ve kasılır. Ayrıca, veriler, difüzyoforesis şişme yönteminin çok daha verimli olduğunu ortaya koydu.

Artan Çeviklik

Araştırmacılar, bu keşfin yumuşak robotları daha çevik hale getirmeye yardımcı olabileceğinden heyecanlanıyorlar. Örneğin, insan ellerinin çevikliği ve yeteneğine sahip bir robotik el yaratmak bir hedefti. Ekibin bu keşfin, bunu mümkün kılmak için önemli bir adım olabileceğine inanıyor. Başarılı olurlarsa, yumuşak robotlar gelecekte daha fazla insan temasına bağlı görevleri devralabilir.

Daha Büyük Robotlar

Bir diğer önemli keşif, hidrojenin daha büyük yumuşak robotlar yaratmak için kullanılabileceğidir. Şu anda, çoğu yumuşak robot mikroskobik boyutlardadır. Hidrojenin ek gücü ve azaltılmış ağırlığı, bu cihazların bir santimetreye kadar ölçeklenmesini sağlar. Önemli olarak, küçük robotların verimliliği artırmak için sürüler halinde çalışması yaygındır.

Gerçek Dünya Uygulamaları için Hidrojen Yumuşak Robotlar

Yumuşak robotlar için birçok gerçek dünya uygulaması vardır. Bugün, bu cihazlar meyve toplarken, depoları sıralarken ve gelecekte sağlık görevleri gerçekleştirirken bulunabilir. İşte yumuşak robotların etkilediği ana sektörler.

Üretim

Yumuşak robot entegrasyonları için en önemli endüstri, üretimdir. Burada, konveyör bantlarında kullanılan el benzeri cihazlar bulunabilir. Bu üniteler, nazik öğeleri alabilir ve onları ambalajlara veya belirli kategorilere koyabilir. Gelecekte, bu robotlar, gelişmiş sensörler ve yapay zeka kullanarak aldıkları şeyleri “hissedebilecekler”.

Arama ve Kurtarma

Yumuşak robotlar, doğal afetlerden sağ kurtulanları bulmaya yardımcı olmak için önemli bir rol oynayabilir. Çoğu zaman, enkazın kurtarma çabalarını engellediği ve büyük afetlerin ardından ek kayıplara neden olduğu öğrenilir. Uyumlu olmayan robotlar, afet bölgelerinden geçebilir ve gelişmiş sensörleri kullanarak daha hızlı bir şekilde sağ kurtulanları bulabilir. Bu robotlar, sağ kurtulanlarla iletişim kurmalarına ve gerektiğinde hayat kurtaran malzemeleri teslim etmelerine yardımcı olabilir.

Keşif

Uyumlu olmayan robotlar, keşfi daha verimli hale getirebilir. Robotlar, derin uzay ve deniz keşfinin geleceğidir. İnsanlardan daha derine gidebilir, daha uzaklara seyahat edebilir ve daha değerli veriler sağlayabilir. Özellikle yumuşak robotlar, basınçlara uyum sağlayabildikleri ve araştırma çabalarını yeni bilimsel alanlara taşıyabildikleri için okyanus derinliklerine ulaşabilir.

Sağlık Hizmetleri

Yumuşak robotlar için birçok sağlık hizmeti uygulaması vardır. Bu cihazlar, ilaç teslimatı, hastalıkla mücadele, su arıtma ve daha fazlasına yardımcı olabilir. Biyoroobotik alanı, temel bileşenleri olarak canlı dokuları kullanan yenilikçi melez makineler yaratmaya devam ediyor. Bu cihazlar, giyenin fark edemeyeceği protezler ve birçok diğer yaşamı iyileştirici güncellemeler gibi milyonlarca insanın hayatını geliştirebilir.

Önde Gelen Robotik Şirketler

Robotik endüstrisi, bir zamanlar sadece birkaç ana oyuncunun hakim olduğu hızlı bir pazardır. Bugün, pazar daha çeşitli ve çeşitli alanları içerir. İşte hidrojeni ürünlerini geliştirmek için kullanabilecek bazı robotik firmaları.

1. Intuitive Surgical

(ISRG )

Intuitive Surgical, robotik sağlık hizmetleri pazarında bir öncüdür. Bu benzersiz şirket, ameliyat asistanları Da Vinci ve Ion gibi çeşitli ürün ve hizmetlere sahiptir. Bu yüksek teknoloji çözümleri, minimal invaziv cerrahileri gerçekleştirmeye yardımcı olur. Önemli olarak, son Da Vinci güncellemesi, cerrahların geri bildirim yoluyla kesileri hissetmelerine olanak tanır.

Intuitive Surgical, herhangi bir portföy için güçlü bir eklemidir. ABD merkezli şirket, NASDAQ-100 ve S&P 500’nin bir parçasıdır. Ayrıca, hizmetleri yüksek talep görüyor. Özellikle, şirket +8,600 Da Vinci sistemini uluslararası olarak dağıtmıştır. Dolayısıyla, Intuitive Surgical, robotik alanında küresel bir teknoloji lideri olarak bir üne sahiptir.

2. UiPath

(PATH )

UiPath, bir robotik işlem otomasyonu (RPA) yazılım şirketidir. Şirket, robotların tekrarlayan görevleri öğrenmesini ve insan karşılıklarından devralmasını sağlayan programlar oluşturur. Romanya’da kurulmuş ve büyük bir pazar rakibi haline gelmiştir. Bugün, dünya çapında önde gelen RPA yazılım sağlayıcısıdır.

UiPath, tutarlılığı ve performansı nedeniyle pazar lideri haline geldi. Şirket, faaliyetleri büyük ölçekli müşteriler için akıştırmaya yardımcı olan hizmetlerini defalarca kanıtladı. Müşterileri arasında Canon, EY, VITAL ve TQL gibi şirketler bulunur. Ayrıca, şirketin birçok özelliği Forbes’da yer almıştır. Tüm bu faktörler, UiPath’i izlenecek bir hisse haline getirir.

Yumuşak Robotlarla İlgili Sorunlar

Yumuşak robotlar, geniş ölçekli benimsenmeyi gerçekleştirmek için aşılması gereken bazı sorunlara sahiptir. Örneğin, katı karşılıklarının aynı dayanıklılık ve performansa sahip değillerdir. Ayrıca, sınırsız hareket derecesine sahip robotları kontrol etme konusunda bazı endişeler vardır. Bu cihazların hareketlerini modellemek, önemli bir miktar yenilik ve zaman gerektirir. UiPath gibi şirketler, gelecekte yumuşak robot kontrol sistemlerinin geliştirilmesinde kesinlikle önemli bir rol oynayacak.

Araştırmacılar

Çalışma, Virginia Tech fizikçisi C. Nadir Kaplan ve doktora adayı Chinmay Katke tarafından yürütülen bir araştırma ekibi tarafından gerçekleştirildi. Önemli olarak, ikili, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden Profesör C. Nadir Kaplan ve Peter A. Korevaar tarafından desteklendi.

Hidrojen Yumuşak Robotları Daha Kullanışlı Hale Getirebilir

Hidrojen keşfini gerçekleştiren ekip, yumuşak robotları daha kullanışlı hale getirmenin anahtarını açmış olabilir. Hidrojenler, kauçuğu, hidroliği, aktüatörleri ve diğer daha ağır, daha karmaşık alternatiflerin yerini alabilir. Bu nedenlerle, bu araştırma, gelecekte takip edilmesi gereken önemli bir atılım olarak kabul edilebilir.

Diğer ilginç robotik projeler hakkında bilgi edinin şimdi.