Маніпулятор з ван-дер-ваальсовими пальцями втримав відро і яйце

Американські інженери створили маніпулятор для роботів, в якому об'єднані дві конструкції: пальці і липкі поверхні, аналогічні лапці геккона. Це дозволяє маніпулятору вистачати предмети різних форм і розмірів, в тому числі і ті, які в кілька разів більше самого пристрою - в тестах він зміг утримати пластикове відро і куряче яйце. Стаття з описом розробки опублікована в.

Геккони відомі своєю здатністю лазити по деревах і стінах, не падаючи, обумовленою будовою їхніх лап. Вони складаються з платівок і гачків, які щільно прилягають до поверхні, через що між ними виникає сила Ван-дер-Ваальса. Сумарна сила прилипання гекконів до поверхні на кілька порядків перевищує їх власну вагу, однак вони можуть з легкістю піднімати лапи, змінюючи кут нахилу волосин. До речі, величезну різницю між силою прилипання і вагою вченим вдалося пояснити лише кілька років тому: виявилося, що цей запас потрібен для динамічних навантаженнях, і при приземленні після стрибка зчеплення ледь вистачає, щоб тварина не впала.

Інженери давно навчилися створювати штучні аналоги лапки геккона зі схожою конструкцією і властивостями, але найчастіше вони застосовуються в найпростіших захопленнях. Вілсон Рутоло (Wilson Ruotolo) з колегами зі Стенфордського університету розробив більш універсальне захоплення з пальцями, на поверхні яких є майданчики з конструкцією лапки геккона з мікропластинок, розташованих під кутом. Раніше схожу конструкцію розробили і випробували для своїх потреб в NASA.

У новому пристрої пальці рухаються незалежно один від одного, що дає велику адаптованість до форми і розміру предметів. Кожен палець приводиться в рух двома тросами і моторами, що відповідають за згинання і розгинання відповідно. Важливе поліпшення конструкції полягає в тому, що між корпусом пальця і липучими поверхнями розташований масив з полімерних ребер. Їхня функція полягає в тому, що при контакті пальця з предметом вони створюють зрушувальну напругу, що збільшує адгезивні властивості липучої поверхні.

Випробування робоманіпулятора показали, що він споособний утримувати об'єкти різної форми і жорсткості: від курячого яйця, яке в кілька разів менше за розміром, до пластикового відра, яке, навпаки, в кілька разів більше, ніж маніпулятор.

Поверхнями, аналогічними лапці геккона, можна керувати не тільки механічно. Ми розповідали про роботи, в яких це робили за допомогою тиску і світла.