Біоінспіроване скелелазіння: гекони надихають роботів до адгезії
Лапки гекона: природні майстри скелелазіння
Гекони володіють надзвичайною здатністю підійматися стінами і навіть перевертатися догори дригом. Цей дивовижний подвиг стає можливим завдяки крихітним щетинкам на їхніх лапках, які називаються сетами, які ще більше поділяються на ще менші структури, звані септулами. Ці септули взаємодіють з поверхнями на молекулярному рівні, створюючи слабкі електричні сили, відомі як Ван-дер-Ваальсові сили. Ці сили забезпечують гекону міцне зчеплення, дозволяючи йому без зусиль підійматися вертикальними поверхнями.
Синтетичні щетинки: імітація адгезії гекона
Натхненні унікальними лапками гекона, дослідники розробили синтетичні щетинки зі мікро-клинів з кремнію. Ці штучні щетинки збираються в ручні подушечки, імітуючи структуру і функцію щетинок гекона. Використовуючи ці ручні подушечки, люди тепер можуть підійматися стінами, як гекони, як продемонстрував аспірант, який піднявся на 12-футову скляну стіну.
Застосування в робототехніці: роботи для скелелазіння та видалення космічного сміття
Технологія адгезії, натхненна геконом, має численні потенційні застосування в робототехніці. Роботи, оснащені синтетичними щетинками, могли б підніматися на стіни та інші перешкоди без потреби в канатах або драбинах. Ця можливість значно розширила б мобільність і універсальність роботів у різних галузях, включаючи пошук і порятунок, розвідку та будівництво.
Крім того, технологія може бути використана для розробки роботів, здатних захоплювати та видаляти космічне сміття, таке як застарілі супутники і уламки. У експерименті з невагомістю робот, оснащений невеликим адгезивним патчем, успішно захопив сонячну панель іншого робота, сповільнюючи його і перенаправляючи його рух. Це демонструє потенціал адгезії, натхненної геконом, для видалення космічного сміття, зростаючої проблеми, яка загрожує безпеці і сталості космічних операцій.
Програма Z-Man від DARPA: просування біоінспірованого скелелазіння
Агентство перспективних дослідницьких проектів оборони (DARPA) інвестувало в програму Z-Man, яка має на меті розробити передові можливості скелелазіння для солдатів. Програма підтримала дослідження з адгезії, натхненної геконом, що призвело до розробки синтетичних щетинок і ручних подушечок. Ці технології можуть дозволити солдатам швидко і ефективно підніматися на будівлі та інші перешкоди, підвищуючи їхню мобільність і бойову ефективність.
Майбутні напрямки: подолання викликів і розширення застосування
Хоча технологія адгезії, натхненна геконом, досягла значного прогресу, ще є виклики, які потрібно подолати. Дослідники працюють над поліпшенням адгезії синтетичних щетинок на шорстких поверхнях. Крім того, вони вивчають нові застосування технології, такі як розробка роботів для скелелазіння для реагування на стихійні лиха і пошуково-рятувальних операцій.
Оскільки дослідження тривають, технологія адгезії, натхненна геконом, має потенціал революціонізувати сфери робототехніки та людської мобільності, дозволяючи нам підійматися стінами, як гекони, і досліджувати нові кордони в космосі і на Землі.