Hukum baru dalam fisika membantu manusia dan robot memahami gesekan sentuhan

Para peneliti kini telah mendeskripsikan hukum fisika baru yang dikenal sebagai gesekan elastohydrodynamic lubrication (EHL), yang seharusnya memajukan berbagai teknologi robotik. Gesekan EHL terjadi ketika dua permukaan keras bersentuhan dengan lapisan tipis cairan di antara keduanya. Kredit: Lillian Hishiao

Meskipun perangkat robotik digunakan di semua bidang mulai dari jalur perakitan hingga pengobatan, para insinyur merasa sangat sulit untuk menghitung gesekan saat robot ini menjadi objek pegangan – terutama di lingkungan basah. Para peneliti sekarang telah menemukan hukum fisika baru yang bertanggung jawab atas jenis gesekan ini, yang seharusnya memajukan teknologi robotik canggih.

“Pekerjaan kami di sini telah membuka jalan bagi pembuatan perangkat haptik dan robotik yang lebih andal dan efisien dalam aplikasi telegraf dan manufaktur,” kata Lillian Hishia, Asisten Profesor Teknik Kimia dan Biomolekuler. Universitas Negeri Carolina Utara Dan penulis makalah terkait.

Masalah ini disebut gesekan elastohydrodynamic lubrication (EHL), yang terjadi ketika dua permukaan keras bersentuhan dengan lapisan tipis cairan di antara keduanya. Namun, ini juga dapat diterapkan pada kuku robotik yang menghilangkan benda yang dilapisi minyak atau dapat diterapkan pada perangkat bedah yang digunakan di dalam tubuh manusia.

Salah satu alasan gesekan itu penting adalah karena hal itu membantu kita menyatukan berbagai hal tanpa jatuh.

“Beban gesekan itu intuitif bagi manusia – bahkan saat kita menangani makanan bersabun,” kata Xiao.

Untuk mengembangkan komponen yang membantu mengontrol gesekan EHL, para insinyur membutuhkan kerangka kerja yang dapat diterapkan secara seragam ke berbagai pola, bahan, dan kondisi operasi dinamis. Dan para peneliti telah menemukan hal itu.

“Hukum ini dapat digunakan untuk mengatasi gesekan EHL dan dapat diterapkan pada banyak sistem lunak – kecuali permukaan objek dirancang,” kata Hoseao.

Dalam konteks ini, pola permukaan dapat berkisar dari permukaan ujung jari yang sedikit terangkat hingga alur permukaan peralatan robotik.

Hishiao dan mahasiswa sarjana Yunhu Peng bersama-sama mengembangkan prinsip fisik baru yang bertanggung jawab atas semua kekuatan fisik menggunakan empat persamaan untuk memahami gesekan EHL. Dalam makalah tersebut, tim peneliti mendemonstrasikan hukum dalam tiga sistem: jari manusia; Ujung jari robot yang terinspirasi dari bio; Dan alat yang disebut trisula-rheometer, yang digunakan untuk mengukur gaya gesekan. Peng adalah penulis makalah pertama.

“Hasil ini sangat efektif di tangan robotik yang memiliki kontrol yang lebih bernuansa untuk mengelola proses produksi dengan andal,” kata Hishiao. “Dan ini jelas memiliki aplikasi di bidang telesurgery, di mana ahli bedah mengontrol perangkat robotik dari jarak jauh untuk melakukan prosedur pembedahan. Kami melihat ini sebagai kemajuan mendasar dalam memahami sentuhan dan mengontrol sentuhan dalam sistem sintetis.

Referensi: “Robotika dalam lapisan mikro-mikro manusia 20” Bahan alam.
DOI: 10.1038 / s41563-021-00990-9

Makalah penelitian ini disusun bersama PhD Christopher Surfas. Siswa di negara bagian NC; Katherine Hill, seorang mahasiswa sarjana di NC State; Anju Kawazo, Yishian Shao dan Eun Wessel dari Universitas California-Santa Barbara; Dan Kenneth Guterres dan Veronica J. Santos dari Universitas California-Los Angeles.

Pekerjaan tersebut dilakukan dengan dukungan AAAS Marian Milligan Mason Award dan National Science Foundation, dengan nomor hibah CBET-2042635.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.