طراحي و مشخصۀ ابي عملگر نرم الكترو فعال - الهام گرفته از طبيعت، بر پايۀ كامپوزيت سيليكون - اتانول

Design and Characterization of Electrically Driven-Bioinspired Soft Actuator based on Silicon- Ethanol Composite

ساخت ربات‌هاي نرم براي تقليد حركات طبيعي موجودات زنده بااستفاده از تحريك خارجي قابل كنترل، غالباً به‌واسطۀ سيستم‌هاي تحريكي نظير عملگرهاي پنوماتيكي، هيدروليكي، الكتريكي، مغناطيسي و حافظه‌دار انجام مي‌پذيرد. در اين پژوهش با الهام از ماهيچه‌هاي طبيعي، رباتي نرم با پاسخگويي سريع، به‌واسطۀ ساخت كامپوزيتي پليمري با سيال تغيير فازدهنده به‌عنوان فاز ثانويه ساخته شد. عملگر ساخته‌شده قادر به جابه‌جايي به‌ميزان 25% (كشش عضلات طبيعي)، با صرف تواني معادل با W12 مي‌باشد. مشاهدات ميكروساختاري بيانگر توزيع همگن فاز ثانويه درون ميكروكپسول‌هايي با اندازۀ كمتر از m20µ در سراسر زمينه مي‌باشد. ثبات دماي داخلي عملگر در بازۀ C60-70°، در حين دوره‌هاي تحريكي متوالي و دست‌يابي به ميزان جابه‌جايي مطلوب، موجب كاربرد اين ربات نرم در بسياري از حوزه‌ها مي‌گردد.

Manufacturing soft robots to mimic the natural movements of living organisms by controllable external stimuli required actuation systems like pneumatic, hydraulic, electrical, magnetic, and memory actuators. Inspired by natural muscles, a fast-responsive soft robot was fabricated by a polymer composite with a phase-change fluid as a secondary phase. The synthesis actuator can displace up to 25% (normal muscle tension), with a power equivalent to 12W. The microstructural observations show that the second phase is homogeneously distributed within microcapsules of less than 20 μm in size across the matrix. The stability of the internal temperature of the actuator in the range of 60-70°C during successive excitation cycles and the ability to achieve the desired amount of displacement allows the use of this soft robot in many areas.