1 000
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука

Управление мягкими роботами будет осуществляться при помощи магнитного поля

Группе специалистов из университета Северной Каролины удалось создать новую технологию управления движениями миниатюрных мягких роботов

Сводная информация по прогнозу редактировать информацию

10 декабря 2018 - Команды Кеннета Лоха (Kenneth Loh) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Кристофера Спадачини (Christopher Spadaccini) из Ливерморской национальной лаборатории продемонстрировали гибкий метаматериал, быстро отвердевающий в магнитном поле. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые описывают ее как новый класс структур — «реагирующие на поля механические метаматериалы» (Field Responsive Mechanical Metamaterials, FRMM). Структура представляет собой сеть распечатанных на 3D-принтере гибких пластиковых микротрубок по пять миллиметров в длину, заполненных взвесью частиц железа в вязком масле. Эта жидкость сама по себе достаточно текуча, и в нормальных условиях метаматериал остается гибким. Однако при приложении достаточного внешнего магнитного поля частицы железа выстраиваются вдоль его силовых линий, придавая структуре жесткость. В экспериментах приближение такой ячейки к электромагниту с восьми до одного сантиметра повышало ее жесткость на 62 процента. Возможно, в будущем такие структуры позволят создавать гибкие бронежилеты и гибких роботов, которые в случае необходимости будут моментально становиться твердыми под действием включившегося магнитного поля.   https://naked-science.ru/article/sci/fiziki-obyasnili-pochemu-nanomaterial

27 сентября 2018 - Китайские инженеры из Городского университета Гонконга под руководством Яцзина Шэня (Yajing Shen) создали полимерного шагающего робота, управляемого с помощью внешнего магнитного поля. Разработчики предполагают, что в будущем подобные роботы можно будет использовать для перемещения лекарств внутри человеческого организма, и продемонстрировали это на примере доставки капсулы внутри модели желудка. Процесс создания робота достаточно прост: инженеры создавали смесь из полидиметилсилоксана и железных частиц в органическом растворителе гексане, а во время ее затвердевания подносили к ней магнит, который, воздействуя на ферромагнитные частицы в полимере, формировал конические структуры над полимерной полоской. Инженеры создали аппарат с перемещаемым по трем осям магнитом, а также разработали две схемы движения, во время которых робот либо периодически поднимает всю свою переднюю часть, либо попеременно разные стороны. Испытания показали, что при частоте цикла перемещения магнита 16 герц робот может за секунду преодолеть расстояние, равное 44 длинам его ноги. Для сравнения, у человека этот показатель составляет около 7,5 длины ноги, а у гепарда 33,3. Потенциальное применение робота разработчики продемонстрировали на примере перемещения капсулы массой 91,4 миллиграмма, что более чем в два раза превышает собственную массу робота. Другие испытания показали, что максимальная масса перемещаемой роботом нагрузки составляет сто его собственных масс. https://nplus1.ru/news/2018/09/26/robot

27 сентября 2018 - Инженеры много лет работают над созданием автономных медицинских устройств, которые могли бы работать внутри человеческого тела и выполнять полезные функции, к примеру, доставлять лекарства к конкретным областям тела или проводить обследование. Поскольку эти устройства должны быть крайне компактными, разработчики сталкиваются с целым рядом проблем, главные из которых заключаются в создании компактных, но в то же время эффективных двигателей или актуаторов, а также источников питания для их работы. Некоторые исследовательские группы в качестве решения этих проблем предлагают использовать внешнее магнитное поле для управления движением робота.  https://nplus1.ru/news/2018/09/26/robot 

15 июня 2018 - Группа ученых под руководством Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao) из Массачусетского технологического института научились с помощью 3D-печати придавать мягкому материалу способность совершать сложные движения в ответ на изменения внешнего магнитного поля. Материал для 3D-печати состоит из силиконового эластомера, выступающего в роли матрицы, и двух типов частиц-включений — ферромагнитных частиц сплава неодим-железо-бор размером около пяти микрометров, а также наночастиц диоксида кремния. Ученые оборудовали печатающую головку 3D-принтера электромагнитной катушкой, намотанной вокруг канала, по которому проходит материал печати. Эта катушка создает магнитное поле, направленное вдоль или в обратном направлении относительно потока материала, за счет чего ферромагнитные частицы ориентируются соответствующим образом. В результате в напечатанном материале можно создать домены с нужным направлением намагниченности и нужной реакцией на внешнее поле. При этом печатающая головка экранирована и слабо влияет на ориентацию частиц в уже напечатанных слоях. https://nplus1.ru/news/2018/06/13/magnetic

15 июня 2018 - Инженеры, создающие роботов для медицинских применений, сталкиваются с целым рядом проблем. Поскольку они должны быть небольшими, их сложно оборудовать электромоторами, аккумуляторами и другими ключевыми компонентами. Многие разработчики подобных устройств решают эту проблему с помощью внешнего магнитного поля, позволяющего одновременно решить проблему с двигателем и источником энергии для него. Но пока почти все эти разработки находятся на начальном уровне и не позволяют реализовывать в роботе сложные движения (или позволяют, но с помощью громоздких актуаторов), поэтому ученые продолжают разрабатывать более совершенные способы магнитного управления.   https://nplus1.ru/news/2018/06/13/magnetic

05 мая 2017 - Группе специалистов из университета Северной Каролины удалось создать новую технологию управления движениями миниатюрных мягких роботов Ключевой особенностью новой технологии является то, что здесь в качестве основного элемента управления выступает магнитное поле. Оно избирательно воздействует на намагниченные микрочастицы, включенные в состав тела роботизированных механизмов. Магнитные частицы в составе материала реагируют на внешнее магнитное и обладают достаточно большой силой. К примеру, один из опытных образцов мягких роботов способен поднимать вес в 50 раз превышающий его собственный. Второй способен ритмично сокращаться и удлиняться, имитируя работу мышц.

1970 - Г.Альтов "Ослик и аксиома": "Серый ослик, забавно покачиваясь, медленно идет на негнущихся ногах. Кажется, я догадываюсь, как это устроено. Серый порошок скорее всего какой-нибудь ферромагнитный сплав. Магнитное поле заставляет частицы порошка расположиться в определенном порядке, спрессовывает их, получается прочная фигурка. ... Потребовался бы довольно сложный механизм, чтобы ослик мог ходить. А тут ничего нет! Магнитное поле исчезает на сотую долю секунды, порошок начинает рассыпаться, но вновь возникает поле, подхватывает порошок, и он затвердевает - уже в другом положении. Как на двух соседних кинокадрах: ослик сделал какую-то часть шага..." https://www.altshuller.ru/rtv/science-fiction3.asp

"

10 декабря 2018
User Image4teller(87)%
Американские ученые продемонстрировали гибкий метаматериал, быстро отвердевающий в магнитном поле. Он может стать основой бронежилетов и роботов будущего. Главная особенность метаматериалов — в уникальных свойствах, которые определяются не столько их составом, сколько структурой. Особенно перспективны метаматериалы с необычными оптическими характеристиками, на основе которых могут быть созданы камуфлирующие покрытия нового поколения — вплоть до «плащей-невидимок». Ну а структура, представленная командами Кеннета Лоха (Kenneth Loh) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Кристофера Спадачини (Christopher Spadaccini) из Ливерморской национальной лаборатории, может найти применение в робототехнике и бронезащите. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые описывают ее как новый класс структур — «реагирующие на поля механические метаматериалы» (Field Responsive Mechanical Metamaterials, FRMM). Структура представляет собой сеть распечатанных на 3D-принтере гибких пластиковых микротрубок по пять миллиметров в длину, заполненных взвесью частиц железа в вязком масле. Эта жидкость сама по себе достаточно текуча, и в нормальных условиях метаматериал остается гибким. Однако при приложении достаточного внешнего магнитного поля частицы железа выстраиваются вдоль его силовых линий, придавая структуре жесткость. В экспериментах приближение такой ячейки к электромагниту с восьми до одного сантиметра повышало ее жесткость на 62 процента. Возможно, в будущем такие структуры позволят создавать гибкие бронежилеты и гибких роботов, которые в случае необходимости будут моментально становиться твердыми под действием включившегося магнитного поля.
27 сентября 2018
User Image4teller(87)%
Китайские инженеры создали полимерного шагающего робота, управляемого с помощью внешнего магнитного поля. Разработчики предполагают, что в будущем подобные роботы можно будет использовать для перемещения лекарств внутри человеческого организма, и продемонстрировали это на примере доставки капсулы внутри модели желудка. Статья опубликована в журнале Nature Comminications. Инженеры много лет работают над созданием автономных медицинских устройств, которые могли бы работать внутри человеческого тела и выполнять полезные функции, к примеру, доставлять лекарства к конкретным областям тела или проводить обследование. Поскольку эти устройства должны быть крайне компактными, разработчики сталкиваются с целым рядом проблем, главные из которых заключаются в создании компактных, но в то же время эффективных двигателей или актуаторов, а также источников питания для их работы. Некоторые исследовательские группы в качестве решения этих проблем предлагают использовать внешнее магнитное поле для управления движением робота. К примеру, в начале 2018 года немецкие инженеры создали магнитную робополоску, способную ходить и перемещать предметы. Обычно эти роботы используют крайне простые механизмы движения и из-за этого перемещаются с низкой эффективностью. Группа инженеров из Городского университета Гонконга под руководством Яцзина Шэня (Yajing Shen) создала нового магнитного робота, имеющего множество ног, позволяющих снизить трение с поверхностью и повысить эффективность ходьбы. При разработке робота инженеры отталкивались от строения живых организмов, имеющих ноги. Обычно длина их ног в один-два раза превышает расстояние между ногами, потому что это позволяет животному быть одновременно достаточно устойчивым и эффективно передвигаться. Инженеры решили выбрать похожее соотношение — длина ног робота составляет 0,65 миллиметра, а расстояние между ними 0,6 миллиметра. Общая длина такой полоски с множеством ног составляет 17 миллиметров. Процесс создания робота достаточно прост: инженеры создавали смесь из полидиметилсилоксана и железных частиц в органическом растворителе гексане, а во время ее затвердевания подносили к ней магнит, который, воздействуя на ферромагнитные частицы в полимере, формировал конические структуры над полимерной полоской. Инженеры создали аппарат с перемещаемым по трем осям магнитом, а также разработали две схемы движения, во время которых робот либо периодически поднимает всю свою переднюю часть, либо попеременно разные стороны: Испытания показали, что при частоте цикла перемещения магнита 16 герц робот может за секунду преодолеть расстояние, равное 44 длинам его ноги. Для сравнения, у человека этот показатель составляет около 7,5 длины ноги, а у гепарда 33,3. Потенциальное применение робота разработчики продемонстрировали на примере перемещения капсулы массой 91,4 миллиграмма, что более чем в два раза превышает собственную массу робота. Другие испытания показали, что максимальная масса перемещаемой роботом нагрузки составляет сто его собственных масс.
25 июня 2018
User Image4teller(87)%
Серый ослик, забавно покачиваясь, медленно идет на негнущихся ногах. К нему бесшумно устремляется кот. Одной рукой я успеваю оттолкнуть кота, другой подхватываю ослика. Кажется, я догадываюсь, как это устроено. Серый порошок скорее всего какой-нибудь ферромагнитный сплав. Магнитное поле заставляет частицы порошка расположиться в определенном порядке, спрессовывает их, получается прочная фигурка. - Почти так, - подтверждает Антенна. - Сейчас странно - почему это не придумали раньше... Понимаешь, в первом приемнике Попова был когерер. Ну, такая стеклянная трубка с железными опилками. Под действием радиоволн опилки слипались. Выходит, принцип был известен еще в прошлом веке. - Занятная игрушка... - Игрушка? - Он с недоумением смотрит на меня. - Но ведь так можно менять машины. - Так? Ну, нет! Я популярно объясняю: современная машина, например автомобиль, сделана из множества различных материалов. В том числе - немагнитных. Антенна сразу уступает. - Я просто подумал... Понимаешь, может быть, машины потому и сложны, что в них множество различных материалов?.. Но вообще-то я не спорю. Я внимательно рассматриваю ослика. Прочно сделано! Трудно поверить, что он может ходить. А ведь это мысль! Машина, сделанная из серого порошка и электромагнитного поля, будет чрезвычайно простой. Ей, например, не нужны винтовые соединения, не нужны шарниры: под действием поля металл может мгновенно менять форму... Меняющийся металл - вот в чем дело. - Худсовет не утвердил медвежонка, - говорит Антенна. - Сказали, что это формализм. Почему, мол, медвежонок серый. А что я мог ответить? В дальнейшем, используя этот принцип, можно будет лепить и бурых, и черных медведей, а пока только так. Ведь и радуга основана на том же принципе... Определенно, это мысль! Потребовался бы довольно сложный механизм, чтобы ослик мог ходить. А тут ничего нет! Магнитное поле исчезает на сотую долю секунды, порошок начинает рассыпаться, но вновь возникает поле, подхватывает порошок, и он затвердевает - уже в другом положении. Как на двух соседних кинокадрах: ослик сделал какую-то часть шага...
Существующие похожие прогнозы
Примерно
31 декабря 2025
прогноз сбудется
Техника и наука
В США B-21 Raider впервые должен полететь в декабре 2021 года, а примерно к середине 2020-х годов будет принят на вооружение ВВС страны.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Учёные из британского Эксетерского университета создали принципиально новый тип динамика из графена, которому вообще не нужны механические вибрации
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Популярный рэпер Eminem объявил о партнерстве с платформой Nifty Gateway, в рамках которого выпустит несколько коллекций собственных невзаимозаменяемых токенов (NFT).
Примерно
31 декабря 2022
прогноз сбудется
Техника и наука
Старший вице-президент Google по Android Хироши Локхаймер, выступил с предложением и помощью Apple в принятии единого коммуникационного протокола - названием Rich Communication Service.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Компания Apple подала патент на стилус, который можно использовать для рисования непосредственно на любой поверхности, а не только на сенсорной.
Примерно
30 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
В Украине в 2021 году планируют создать Агентство оборонных технологий.
Примерно
14 октября 2023
прогноз сбудется
Техника и наука
Duke Robotics установила на свои квадрокоптеры автоматические винтовки М4, гранатомёты M321A и снайперские винтовки SR-25
Не позднее
27 декабря 2026
прогноз сбудется
Техника и наука
Недавно план разработчиков был одобрен и скоро команда Европейского космического агентства приступит к сборке телескопа.
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
LG и OPPO, считают, что будущее не за складными, а за сворачиваемыми устройствами.
Примерно
8 июня 2037
прогноз сбудется
Техника и наука
Рэй Курцвейл считает, что виртуальная реальность настолько продвинется, что физические рабочие места уйдут в прошлое. Наши коммутации будут проходить в виртуальных декорациях

Смотрите индивидуальную Ленту новостей, настроенную по вашим интересам

Настройте вашу ленту: подпишитесь на прогнозы и мнения авторов сайта, своих друзей, экспертов, СМИ или блогеров

Поиск будущих событий    Тенденции    Календарь    Завершенные прогнозы