W ostatnich latach możemy zaobserwować wzrost zainteresowania systemami zrobotyzowanymi do prac na morzu, które znajdują szereg zastosowań, od sprzątania dna morskiego po pozyskiwanie cennych surowców z głębin mórz i oceanów. Ich chwytaki, przystosowane do pracy w trudnych warunkach, muszą być jednocześnie precyzyjne i wytrzymałe. Typowym chwytakom o sztywnej konstrukcji brakuje uniwersalności. Z kolei miękkie chwytaki nie radzą sobie z cięższymi ładunkami.
Zespół inżynierów z Uniwersytetu Pekińskiego zaprezentował robota o budowie inspirowanej ośmiornicą, który może dostosowywać sztywność uchwytu do różnych zastosowań. OUT-Robot (Octopus-Inspired Upward Transport Robot) wykorzystuje materiał polimerowy z pamięcią kształtu do kontroli ramion chwytaka. Podczas gdy w powietrzu atmosferycznym, w temperaturze pokojowej, typowe materiały z pamięcią kształtu potrzebują wielu sekund na zmianę stanu, w wodzie morskiej możliwe jest uzyskanie znacznie lepszej wydajności.
Ramiona chwytaka mają warstwową strukturę, złożoną z silikonowego rdzenia, równomiernie rozpraszającego ciepło i zewnętrznej powłoki, pełniącej rolę przejściowej bariery termicznej. Woda morska w tym układzie pełni rolę ujścia ciepła i zapewnia efektywne chłodzenie. Dzięki temu, ramiona chwytaka w 1,3 s ulegają zwiotczeniu pod wpływem temperatury, generowanej przez przepływ prądu, a po jego ustaniu, usztywniają się w 0,8 s.
Podczas chwytania, ramiona chwytaka pozostają podatne, umożliwiając zintegrowanym w ich konstrukcji przyssawkom na odpowiednie przylgnięcie do powierzchni przedmiotu. Po zabezpieczeniu ładunku, polimer z pamięcią kształtu ulega schłodzeniu, co powoduje utrwalenie jego kształtu, zapewniające stabilny uchwyt, niewymagający dalszego zasilania. Taka funkcjonalność jest nieoceniona podczas długich misji, wykonywanych na dużej głębokości.
Giętkie ramiona mogą służyć również lokomocji. OUT-Robot może przesuwać się we wszystkich kierunkach za pomocą koordynowanego ruchu ramion. Po uchwyceniu przedmiotu z dna morskiego, OUT-Robot pompuje swoją powłokę w celu zwiększenia pływalności, a następnie samoczynnie ulega wynurzeniu, co zapewnia dodatkową oszczędność energii. Jego praca jest cicha, wydajna i energooszczędna, a więc dobrze dostosowana do działań w środowisku naturalnym.
eurekalert.org
