증기 작용으로 형태 변형 가능한 클로 머신이 진보된 소프트 로봇 기술을 제시하다

Seoul사우디아라비아의 킹 압덜라 과학기술대학교의 과학자들은 화학 증기에 반응하는 작은 기계를 개발했습니다. 이 새로운 기계는 구슬 크기의 작은 공을 집고 내릴 수 있습니다. 이는 비싼 재료 없이 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 이 발견은 7월 12일 화학 저널에 발표되었습니다.

일반적으로 소프트 액추에이터는 구부리기, 늘리기, 비틀기 중 한 가지 동작만 수행할 수 있습니다. 그러나 이 장치는 증기에 노출될 때 구부리기와 늘리기가 모두 가능하여 돋보입니다. 이러한 특징들이 이 장치를 독창적으로 만듭니다.

• 다양한 증기에 반응합니다.
• 물체를 잡고 놓을 수 있습니다.
• 분자 케이지가 있는 고분자 매트릭스로 만들어졌습니다.
• 유기 화합물 요소를 사용합니다.
• 다중 수소 결합을 형성합니다.

아세톤 증기에 닿으면 기계의 집게가 붉은 면공을 집어 상자 안에 넣습니다. 에탄올 증기에 닿으면 그 면공을 상자 밖으로 꺼냅니다. 금속이나 플라스틱 장치와 달리, 이 집게 기계는 유연해서 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 적응력은 정밀 농업, 심해 탐색 및 웨어러블 기술에서 중요한 역할을 합니다.

이 장치의 핵심은 그 재료에 있습니다. 이 고분자는 요소로 구성된 분자 구조를 가지고 있습니다. 요소는 많은 수소 결합을 형성할 수 있어 모양을 바꿀 수 있습니다. 이를 통해 재료의 특성을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 연구자들은 증기의 종류와 양을 조절하여 액추에이터에 복잡한 움직임을 프로그래밍할 수 있습니다.

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KAUST의 화학 교수인 닥터 니빈 M. 카샤브가 이 연구를 이끌었습니다. 그녀는 분자 간 상호작용으로 인해 이 소재가 형태를 변형할 수 있으며, 이는 이 크기에서 매우 첨단적이라고 설명했습니다. 이러한 능력은 이전에는 관찰되지 않았습니다. 이 기기는 복잡한 방식으로 움직이며 구부러지고, 늘어나고, 원래 모양으로 돌아가는 특징을 가지고 있습니다.

연구진은 다음으로 집게 기계가 에너지를 얼마나 효율적으로 사용하는지를 연구할 예정입니다. 그들은 기계의 전기 신호 생성 능력을 확인할 것입니다. 이는 유연한 착용형 전자 기기를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 그들의 목표는 구동기의 성능을 향상시키는 것입니다.

이 연구는 적응력 있고 다재다능한 로봇 개발로 이어질 수 있습니다. 단순한 재료를 사용하여 복잡한 작업을 수행하는 것은 중요합니다. 이는 의료 기기 및 산업 자동화와 같은 분야에서 새로운 발전을 가져올 수 있습니다. 우리는 더 효율적이고 비용 효과적이며 유연한 로봇을 볼 수 있을 것입니다. 이 클로 머신은 소프트 로봇 공학에서 유망한 진보입니다.

이 연구는 킹압둘라 과학기술대학교(KAUST)의 지원을 받았습니다.