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次世代ロボット工学のための自己展開材料の開発

研究者は、選択的な剛性と柔軟性を備えたモノリシック繊維強化ポリマー構造を示しています。クレジット：Dong Gi Seong / Pusan国立大学 ロボットの分野は、今世紀に劇的に変化し、ソフトロボット工学に特に焦点を当てています。これに関連して、コンパクトなストレージと効率的な展開機能を備えた折り紙にインスパイアされた展開構造は、航空宇宙、建築、および医療分野で顕著になりました。 これまでのところ、専門家は主に紙、薄いガラス、ポリマーをそのような用途に折りたたみ可能な材料として利用してきました。ただし、最先端の代替品である繊維強化ポリマー（FRP）は、製造プロセスの精度と信頼性の観点から露出していないことを確認します。 この知識のギャップに取り組むことで、ポリマー科学と工学部の准教授であるドン・ジ・ソンが率いるプサン国立大学の科学者チームは、硬くて柔軟なエポキシ樹脂を組み合わせたFRP製造の多居住者分配プロセスを提案し、モノリシック構造内の機械的特性の正確なパターン化を可能にします。 彼らの作品は出版されています コンポジットパートB：エンジニアリング。 ソン博士は、「製造するための私たちの斬新で効率的なテクニック 複合材料 これにより、強力な構造性能を維持しながら柔軟な曲げ（以前に文献で報告されていなかった進歩）を維持しながら、従来の単一レンシンシステムと手動プロセスの制限を維持し、モノリシック複合材内の剛性と柔軟性の選択的制御を可能にします。」 このようにして、研究者は妥協することなく柔軟な曲げを達成します 構造的完全性 リジッドソフトロボットアプリケーションを含む、さまざまなアプリケーションの高度な展開構造に必要です。彼らは、三角形の円筒形の折り紙構造の成功を通じて、耐久性のある高性能FRP複合材料を生成するアプローチの可能性を示しています。 これらの複合材料は、剛性セクションで6.95 GPAの曲げ弾性率を示し、折り畳み式セクションで0.66 GPaを示し、曲げ半径は0.5 mm未満で、耐鎖耐性を持つ繰り返しサイクルの下での柔軟性と安定性の両方を保証します。 さらに、製造された構造は軽量で、機械的に堅牢で、拡張、圧縮、曲げ、ねじれ、展開などの複雑な動きが可能であるため、幅広いアプリケーションに最適です。 Seong博士によると、彼らの革新は、科学技術のさまざまな未来的な分野で大きなブレークスルーにつながる可能性があります。 「そのアプリケーションには、変圧器のようなロボットを作成するためのジョイント、展開可能なソーラーパネルやソーラーセーリング宇宙船などのスペース用途向けの展開可能な部品、折りたたみやロール可能な電子機器基板またはカバーなどのロボット部品が含まれます。 建築デザイン テントの場合、軍事または 緊急シェルター、および次世代の車両用の変換可能なホイール。」 この研究では、機械的な耐久性を正確に展開して維持できるコンパクトに保存された構造の基礎を築き、緊急テントやウェアラブル保護具の信頼性を高めることを含むがこれらに限定されない長期的な社会的影響をもたらします。 災害対応 低地球軌道衛星システムの輸送効率の向上により、スペースベースのインターネットのグローバルな展開が加速されました。 長期的には、提案されたテクノロジーは、統合されたリジッドソフト構造がパワースーツ、ヒューマノイドジョイント、適応エレクトロニクスを可能にするだけでなく、変換可能なホイールと適応型構造のための実行可能な材料の選択を可能にするロボット工学のアプリケーションの道を開くことができ、重い金属成分と比較してエネルギー効率の高いモビリティシステムを有効にします。 最終的に、この作業は、日常生活における展開性と耐久性の両方を要求する次世代技術の基盤として機能する可能性があります。 詳細： Seung Mo Son et al、高度なモノリシックリジッドソフトロボットアプリケーション用の展開可能な繊維強化ポリマー、 コンポジットパートB：エンジニアリング…