Новите ръкавици захващат предмети автоматично, дори под вода

Вземането на нещата може да стане много по-лесно за хора, които изпитват проблеми със захващането, благодарение на това нови изследвания вдъхновен от октоподите и техните пипала.

„Окто-ръкавицата“ е ръкавица за носене, която усеща близките предмети и автоматично ги захваща. Той използва залепващи материали, микросензори, които откриват светлина, и система за обработка на микроконтролер за закрепване към различни обекти както в суха, така и под вода среда.

„Искахме да създадем подводно лепило, което може бързо да се прикрепи и освободи бързо. Бяхме наистина естествено привлечени от октопода“, каза съавторът на статията Майкъл Бартлет, д-р. „Бяхме наистина вдъхновени от това как октоподът е в състояние да манипулира предмети под вода, да улавя плячка, да избягва хищници и наистина да построи дом. Разбира се, октоподът е известен със своите осем ръце, но има и над 2000 смукала през тези осем ръце.”

Барлет и неговият екип черпят вдъхновение от множество компоненти на октопода. За да имитират смукателите на ръцете на октопода, изследователите поставят захващащи устройства за засмукване на всеки от върховете на пръстите на ръкавицата. Кръглите силиконови всмукателни устройства са направени от същия материал като уплътнителя за баня и се придържат към предмети чрез отрицателно налягане, известно още като всмукателно налягане.

За да определи кога са необходими отрицателно налягане и адхезия, екипът беше вдъхновен от това как октоподът усеща околната среда и как разбира какво иска да вземе. Те избраха да използват сензори за откриване и обхват на микросветлина (LiDAR), които измерват близостта и сканират за близки обекти.

За да интегрират данните от сензора за контрол на хватката, изследователите добавиха микроконтролер, който обработва данните, подобно на нервната система на октопода.

Когато ръкавицата се приближи достатъчно близо до обект, micro-LiDAR го открива. Той активира отрицателно пневматично налягане в адхезивния материал на върховете на пръстите, създавайки засмукване и следователно захващане. Това захващане или адхезивно напрежение позволява на ръкавиците да захващат различни предмети, като метални плочи, акрилни кутии и гумена лента.

В момента ръкавицата е програмирана да усеща и да се придържа към всеки предмет, който е близо до нея. След това освобождава обекта след програмируем период от време. Бартлет, който е асистент в катедрата по машинно инженерство във Virginia Tech, казва, че има възможности за други механизми за освобождаване.

„Гледайки напред и с гъвкавостта на съвременната електроника, бихме могли да натиснем бутон, бихме могли да имаме друг сензор, който може би знае кога обектът е извън водата и след това го освобождава“, обясни Бартлет. „Можем да пуснем при различни обстоятелства, например, ако потребителят може би дори е използвал език, ефективно казвайки на лепилото да се изключи.

„Това, което е наистина вълнуващо в това… е, че имаме голяма гъвкавост по отношение на това как включваме сензорите, как ги изключваме и как това взаимодействие с потребителя може да помогне да се контролира това“, каза Бартлет.

Изследователският екип предвижда много приложения за окто-ръкавиците. Първоначалното вдъхновение беше областта на меката роботика, която има за цел да създаде роботи, които приличат повече на организми в природата. Този тип технология за закрепване може да позволи на роботите да се движат по-ефективно в околната среда, като вземат и преместват предмети, каза Бартлет.

Технологията може да се приложи и в промишлеността и производството, а има и потенциални медицински приложения.

Екипът смята, че технологията може да се използва за рехабилитация на пациенти и помощни устройства. Ръкавиците могат да позволят на хората, които изпитват затруднения при хващане на предмети, просто да се доближат до обект, докато носят ръкавиците, да се прикрепят към обекта и да го преместят. Или технологията може да бъде добавена към протеза, която след това може автоматично да захваща предмети като вилици или дръжки на врати.

Друго медицинско приложение, което Бартлет спомена, беше по отношение на носими устройства. „Мисля, че това може да е интересен начин за наблюдение на здравето. Например, ако можем да проектираме това по такъв начин, че някой да може да има пластир, върху който има тези лепила, вдъхновени от октопода, може да са в състояние да имат нещо здравен монитор, който може да се носи, може би дългосрочен мониторинг на глюкозата“, каза Бартлет.

Гледайки напред, Бартлет и неговият екип работят за намиране на правилните приложения за технологията, която ще бъде внедрена.

„Надяваме се, че един ден този вид технология може да бъде в ръцете на хората, без да е игра на думи.“

Sci Adv. Публикувано онлайн на 13 юли 2022 г. Пълен текст

Кейтлин Едуардс е медицински редактор, базиран в Ню Йорк. Можете да я последвате в Twitter @kaitmedwards. За повече новини следвайте Medscape on Facebook, Twitter, Instagramи YouTube.

.