世界上第一个用兹威克双轴试验机测试的软体机器人

美国塔夫茨大学的研究人员正在使用兹威克用于测试生物和工程生物相容性材料的双轴试验机,用于开发世界上第一台软体机器人。亚博网站下载

基于毛虫Manduca sexta的神经机械系统,这个软体机器人原型长约30厘米,由硅酮弹性体制成。力学材料表征是在塔夫茨先进技术实验室的软材料表征实验室进行的,由Luis Dorfmann教授领导。亚博网站下载

Zwick-Roell双轴试验机用于表征各向同性和各向异性弹性体,从而帮助研究人员模拟材料的行为。“与脊椎动物不同,毛毛虫的骨骼与肌肉没有联系,无法提供杠杆系统,”该项目的首席研究员巴里·特里默教授说。“虽然我们对脊椎动物的肌肉了解很多,但对毛毛虫的肌肉却知之甚少。然而,毛毛虫可以爬上墙壁,用粘乎乎的尼龙搭扣般的脚抓住狭窄的树枝或茎,并在感知环境时将身体旋转几乎一整圈。”

理解软材料是制造机器人的第一步,就像毛亚博网站下载毛虫一样,不能用传统的硬材料制造。

创新机器人的潜在应用领域包括紧急搜索和检索、医疗诊断和治疗、制造和航空航天。

虽然软体机器人原型不会用一种能模仿自然表皮所有特性的材料制造,但该小组的目标是用一种可生物降解的材料(如丝绸)制造一个软体机器人。该项目的联合首席研究员、生物医学工程系教授大卫·卡普兰(David Kaplan)说:“通过开发一种可以降解的柔软、灵活的材料,由这种材料制成的软体机器人可以作为诊断工具进入人体,而无需取回。”。

Zwick试验机是一个定制的双轴材料试验系统,配备四个2kN容量的线性独立控制执行机构。它用于确定各向同性和各向异性材料平面内响应的本构函数。每个致动器均配有一个加载夹具,用于向试样施加拉伸或压缩载荷,以及一个专用称重传感器。致动器驱动系统的行程分辨率为0.1µm,而称重传感器的分辨率为0.001N。亚博网站下载

Zwick的videoXtens引伸计是刚性固定在机架上的,允许对承受中等到大变形的材料进行非接触应变测量。亚博网站下载引伸计可以在单独的输入通道中同时捕捉轴向和横向应变。相机镜头是可互换的,以允许不同的视场和最小的理论分辨率范围从0.3µm到6µm。测试软件testXpert®II安装在专用计算机上,允许大学完全定制的测试程序,加载序列以及标准DIN, ISO和ASTM测试程序。为了适应不同的测试协议,定制设计的测试夹具可以由实验室工程师设计,并与适当的力传感器耦合。还可以使用水浴来表征各种溶液中的材料。亚博网站下载

“兹威克机器在我们的研究中被证明是无价的,”多尔夫曼教授说。“理解和表征各向异性材料需要使用这样的专门设备进行测试。”app亚博体育亚博网站下载

引用

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  • 美国心理学协会

    Zwick GmbH & Co. KG。(2019年2月10日)。世界上第一个用兹威克双轴试验机测试的软体机器人。AZoM。于2021年10月1日从//www.washintong.com/news.aspx?newsID=13727检索。

  • MLA

    Zwick GmbH & Co. KG。“世界上第一个用兹威克双轴试验机测试的软体机器人”AZoM.2021年10月1日。< //www.washintong.com/news.aspx?newsID=13727 >。

  • 芝加哥

    Zwick GmbH&Co.KG。“世界上第一个通过Zwick双轴试验机测试的软体机器人”。亚速姆。//www.washintong.com/news.aspx?newsID=13727. (查阅日期:2021年10月1日)。

  • 哈佛大学

    Zwick GmbH & Co. KG。2019.世界上第一个用兹威克双轴试验机测试的软体机器人.viewed september 21, //www.washintong.com/news.aspx?newsID=13727。

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