Для роботов сухожилия лучше сервоприводов

10.04.2012

На встрече Forschungszentrum Informatik в Карлсруэ впервые была представлена уникальная рука робота, способная выполнять тонкие аккуратные манипуляции с различными предметами. Исследования по разработке манипулятора с искусственными сухожилиями проводились в рамках европейского проекта DEXMART.

За последние четыре года ученые разработаны ряд инновационных технологий, направленных на повышение гибкости и чувствительности механических рук. Нам просто обращаться с различными вещами, такими как бумажный стаканчик с соком, однако для робота это является серьезной проблемой. Чтобы налить сок в стакан, робот должен одной рукой держать стеклянную бутылку, а другой хрупкий стаканчик, а потом еще и перемещать его, не расплескивая жидкость. Исследователи из Университета земли Саар совместно с коллегами в Болонье и Неаполе разработали механическую руку, которая способна с легкостью выполнить эти задачи, да к тому же имеет приводов едва ли не больше, чем мышц в руке человека.

Новый манипулятор нужен в различных областях науки и техники: от работы с подопытными животными до выноса людей из горящих зданий. Современные гидравлические и электрические манипуляторы не могут безопасно обращаться с хрупкими предметами и тем более с человеческим телом. До сих пор основной проблемой было создание искусственной руки, похожей по габаритам на человеческую: просто не получалось "впихнуть" в эти размеры все необходимые приводы и электронику. Ученые в рамках проекта DEXMART придумали простой, но чрезвычайно эффективный выход: применили искусственные "сухожилия", скручиваемые компактными высокоскоростными двигателями. Таким образом, появилась возможность производить мощные растягивающие/сжимающие движения при сохранении компактности конструкции. Более того, этими усилиями легко управлять, поскольку контроль за оборотами электродвигателя не представляет труда.

Чрезвычайно прочные полимерные "сухожилия" позволяют поднимать 5-кг предметы со скоростью 30 мм в секунду с помощью всего лишь одного небольшого электромотора и "сухожилия" 20 см в длину. Каждый палец робота, как и человеческий палец, состоит из трех сегментов, управляемых с помощью отдельных "сухожилий". Мини-электродвигатели вращаются с высокой скоростью и производят небольшой крутящий момент порядка пяти ньютон-миллиметров. Новый манипулятор способен легко поднимать тяжелые предметы и одновременно бережно обходиться с предметами хрупкими, например куриным яйцом. Подобные машины можно применять для совместной работы с человеком, в хирургии и при выполнении сложнейших ремонтных работ в опасных для людей местах.

<< Назад: Термомаскировка для электроники 11.04.2012

>> Вперед: Наноспагетти для здоровья и долголетия 10.04.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Альтернатива золоту в микросхемах 27.04.2016 Тайваньским ученым из университета National Cheng Kung University (NCKU) удалось разработать технологию соединения элементов интегральных схем с помощью алюминиевых проводов, которые окажутся дешевле в производстве, чем используемые сейчас электрические контакты из золота и меди. Данная разработка предназначена для вывода электрического сигнала от интегральных элементов на внешний корпус микросхем - для взаимодействия с другими компонентами на системной плате. Качество контактов является критичным для скорости вычислительных процессов и качества работы устройства. Ранее для этих целей чаще всего использовались золотые провода диаметром 12,5 мкм и крупнее (в том числе с примесью бериллия или других элементов). Более дешевой альтернативой золоту являются медные провода диаметром до 75 мкм, хотя в их производстве также есть определенные сложности: чтобы избежать коррозии, припайка проводов к микросхеме должна осуществляться в газовой среде, на 95% состоящей из азота и на 5% из водорода. В некоторых случаях в качестве аналога также используется серебро. В общей сложности около 90% устройств с использованием полупроводниковых интегральных схем и светодиодных устройств (LED) сейчас содержат контакты из золота, серебра или меди. Алюминий и его соединения с магнием и кремнием также ранее использовались в микросхемах, однако исследовательская группа из NCKU утверждает, что в ходе четырехлетней работы им удалось решить проблему низкой проводимости и эластичности (ductility) алюминия. Ключевой особенностью технологии является нанесение на поверхность провода тончайшего слоя цинка. Диаметр провода составляет около 18 мкм, алюминий должен быть полностью очищен он примесей, чтобы увеличить теплопроводность, эластичность и твердость. Использование данной технологии позволит сократить затраты на производство по сравнению с интегральными схемами, где используются золотые или медные контакты, уверяют разработчики. Стоимость алюминиевого сырья гораздо дешевле по сравнению с аналогами. Цена на золото на мировом рынке - около $62 тыс. за кг, стоимость серебра гораздо ниже и составляет около $1,25 тыс. за кг, для меди этот показатель равняется около $7, при этом цена на алюминий оказывается еще в три раза ниже - всего около $2 за кг.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025