Les ingénieurs de Cambridge étudiant la capacité de cost des coques coniques fabriquées à partir de matériaux souples ont découvert des faiblesses limitant les performances qui pourraient avoir des implications pour la robotique douce, affectant la capacité des cônes de transformation à effectuer des tâches mécaniques fondamentales.
Dans la robotique souple, les composants sont conçus pour être déformables, écrasés et flexibles, et utilisent souvent des éléments souples, des mécanismes, des devices et des actionneurs (des dispositifs qui convertissent l’énergie en pressure mécanique) comme éléments de base pour effectuer des tâches mécaniques. Des exemples de tels éléments de design comprennent des morceaux de matériau souple qui peuvent saisir, tirer, pousser, pomper, tordre, etc.
De nouvelles recherches, menées par l’Université de Cambridge, ont calculé, pour la première fois, la résistance des coques coniques en élastomère à cristaux liquides (LCE). Le LCE est un matériau léger de transformation de forme adapté à une utilisation en robotique douce.
En utilisant une combinaison de théorie, de données numériques et d’expériences, les chercheurs du département d’ingénierie de Cambridge et de l’Université du Colorado ont étudié le levage, le chargement et le flambage de ces films LCE minces et transformables, capables de soulever des milliers de fois leur propre poids. Leurs découvertes sont rapportées dans la revue Actual physical Evaluate Letters, accompagnées d’un synopsis dans Physics Journal.
Les éléments souples utilisés dans la robotique souple sont souvent construits à partir de fines feuilles de matériau souple, de sorte que leurs steps mécaniques peuvent être basées sur une pure flexion ou un étirement du matériau. Le premier est faible ce dernier est solide, comme en témoigne une feuille plate de LCE se transformant en cône et soulevant ainsi un poids énorme.
Daniel Duffy, doctorant au Département d’ingénierie de l’Université de Cambridge et co-auteur de l’étude, a déclaré : « Notre travail est le leading à calculer et à comprendre la résistance d’un cône à paroi mince. vital pour les concepteurs de robots souples qui pourraient utiliser des cônes de transformation de forme comme actionneurs puissants.
« Cependant, nos résultats révèlent une faiblesse dans la résistance de ces cônes minces qui, lorsqu’ils sont comprimés, se déforment principalement dans une couche limite externe. Cela provoque alors un flambage à des prices beaucoup plus faibles que ce qui avait été prédit précédemment. »
Il a ajouté : « Additionally largement, notre travail révèle certains principes sous-jacents clés que nous espérons généraliser bien au-delà des cônes. Nous avons découvert que les bords libres et non serrés peuvent affaiblir considérablement les constructions minces de manière surprenante, et cela peut avoir un impression sur de nombreux mécanismes autres que la transformation des cônes. y compris des buildings qui n’ont rien à voir avec la robotique douce. »
