模擬蜘蛛網的軟性機器人,利用靜電附著以捕捉對象物

 

刊登日期:2021/2/20
  • 字級

韓國首爾大學(SNU)應用蜘蛛結網的方法,並利用靜電式驅動(Electrostatic Actuation)與防污塗佈(Dirt-shirking Coating),製作了擁有感測、附著等機能而具備了自淨能力的人工蜘蛛網。

蜘蛛會以最小必要構造為基礎製作蛛網,藉此能夠感知獵物掛網後的微小振動,且可將獵物造成蛛網損傷降至最小。有時蜘蛛網也會因為惡劣天候或細小垃圾蓄積而造成損傷,而蜘蛛為了保持蛛網乾淨完美,會如同豎琴演奏者般拉伸蛛絲,使其振動以去除異物。

首爾大學即試圖以簡練俐落的效率性為模型,發想了一項「離子蜘蛛網(Ionic Spiderweb; ISW)的軟性機器人工具。Ionic Spiderweb的構造是以具有伸縮性、耐久性的矽氧橡膠包覆核心的離子傳導性有機凝膠,透過高電壓電氣流動後產生的靜電附著現象,捕捉金屬、聚合物、有機材料等各種物體。且Ionic Spiderweb具有伸縮性,長度可拉伸至靜止狀態時的3倍,因此可以捕捉自身68倍質量的對象物質。

利用靜電附著的捕捉方式並非絕對不會有異物沾附,而Ionic Spiderweb具有僅在對象物質進入捕捉範圍時作動的檢知機能,只會在必要狀況下開始靜電附著機能。因此消耗電力與異物附著能控制在最小限度,且與未具備此類檢知機能的機器相比,附著力提高32.5倍,能維持得更為長久。

此外,Ionic Spiderweb可透過靜電振動去除異物。有別於與蜘蛛,Ionic Spiderweb是利用電氣讓離子蛛絲之間交互抽延接合,並使用特定的頻率讓蛛絲振動以去除異物。也因此Ionic Spiderweb能將機能特性維持在最大98.7%。首爾大學表示,利用此項實證技術將可望應用於人造肌肉、電子皮膚等各種領域。


資料來源: https://en.snu.ac.kr/snunow/snu_media/news?md=v&bbsidx=130623
分享