İnqrid Fadelli tərəfindən , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

(A) 12 km-də məlumat itkisindən əvvəl komandanın aktuatorunun işlək vəziyyətdə olan şəkilləri, CN9018 aktuatorlarının elektrik sahəsinə cavab vermədiyi halda UV-RSE aktuatorlarının işlək vəziyyətdə olduğunu göstərir. (B) Tək qatlı aktuatorlardan biri üçün istifadə edilən UV-RSE elastomerindən keçən coğrafi əlamət olan Missuri çayının uçuş fotoşəkli. (C) Yük götürüldükdən sonra sınaqdan keçirilmiş yumşaq barmaq tutucu aktuatorları, hər iki aktuator dəstinin (CN9018 və UV-RSE) missiya başa çatdıqdan sonra tam aktuator funksiyasını saxladığını göstərir. Mənbə: arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2603.04352

Kosmosda, sualtı və digər ekstremal mühitlərdə təhlükəsiz və etibarlı şəkildə yerləşdirilmək üçün robotlar sərt şəraitə tab gətirə bilməlidirlər. Bundan əlavə, onlar ətraf mühitdəki dinamik dəyişikliklərə tez və sürətlə uyğunlaşa bilməlidirlər.

Son illərdə robototexnika mühəndisləri geniş çeşiddə yüksək çevik və uyğunlaşa bilən sistemlər hazırlasalar da, bu sistemlərin əksəriyyəti son dərəcə aşağı və ya yüksək temperaturda və aşağı təzyiqdə yaxşı işləmir. Robotların ekstremal mühitlərdə dayanıqlığını artırmaq üçün perspektivli olduğunu sübut edən həll yollarından biri dielektrik elastomer aktuatorlarının (DEA) istifadəsini əhatə edir.

DEA-lar elastomer adlanan elastik izolyasiya materiallarından hazırlanmış cihazlardır. Onlara gərginlik tətbiq edildikdə, bu materiallar elektrik enerjisini saxlaya və hərəkətə çevirə bilər.

Konnektikut Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda kosmosda və atmosferin yuxarı təbəqəsində (yəni stratosferdə) olan sərt mühitlərdə daha davamlı ola biləcək silikon əsaslı DEA hazırladılar. ArXiv preprint serverinə göndərilən bir məqalədə təqdim edilən onların aktuatoru sərt şəraitdə davamlılığını artırmaq üçün kimyəvi yolla emal edilmiş silikon elastomerinə əsaslanır.

Kodrin Tugui, Tirth Thakar və həmkarları öz məqalələrində yazırdılar ki, “Kosmosda, eləcə də digər ekstremal mühitlərdə işləmək üçün hazırlanmış maşınlar missiya parametrləri dəyişdikdə həm davamlı, həm də uyğunlaşa bilən olmalıdırlar. Yumşaq robotlar uyğunlaşma baxımından üstünlüklər təklif edir, lakin əksəriyyəti stratosferə yaxın olan təzyiq və temperatur həddindən artıqlarına qarşı davamlılığa malik deyil. Dielektrik elastomer aktuatorları elektrik enerjisini mexaniki işə çevirə bilən bərk vəziyyətdə olan uyğun kondensatorlar kimi qurulduqda bu məhdudiyyətlərin bəzilərini aradan qaldırır, lakin elastomerin davamlılığı cihazın işləmə müddətini məhdudlaşdırır.”

Daha davamlı silikon elastomer

Tugui, Thakar və həmkarları öz məqalələrində materialları onların altındakı molekulyar zəncirləri birləşdirərək gücləndirən və sabitləşdirən kimyəvi bir proses olan yeni bir çarpaz əlaqə mexanizmini təqdim etdilər . Bu mexanizmi təşviq etmək üçün onlar ultrabənövşəyi (UB) işığının və platin əsaslı katalizatorun kombinasiyasından istifadə etdilər.

Tədqiqatçılar yazırdılar ki, “Biz trimetil(metilsiklopentadienil)platin(IV)-ni katalizator kimi hidrosilanı vinil qruplarına reaksiyaya salmaq üçün istifadə edərək ultrabənövşəyi işıq altında silikon elastomerləri üçün çarpaz birləşdirmə mexanizmini təqdim edirik. Karbon-karbon bağlarının əmələ gəlməsi UB işığı altında sürətli emal və dielektrik elastomer aktuatorlarında müstəsna elektromexaniki performans təmin edir.”

Komanda təklif etdikləri yanaşmadan istifadə edərək yeni bir silikon əsaslı elastomer yaratdı və sonra onun ekstremal mühitlərdə davamlılığını sınaqdan keçirdi. Xüsusilə, onlar onu -40°C-dən 120°C-yə qədər temperaturda və son dərəcə aşağı (yəni, vakuuma yaxın) təzyiqdə sınaqdan keçirərək, geniş istifadə olunan akril və silikon əsaslı elastomerlərlə müqayisə etdilər.

Onların elastomerinin müqayisə edilən materiallara nisbətən sərt mühitlərə daha davamlı olduğu aşkar edilmişdir. Bundan əlavə, komanda yaratdıqları materialdan şar yüklərini daşımaq üçün istifadə etdikləri muxtar yumşaq robot tutacaqlar qurmaq üçün istifadə etmişdir.

Şar yükləri yüksək hündürlükdə olan şarların altında asılı vəziyyətdə olan paketlərdir. Bu şarlar adətən elektronika, sensorlar və digər avadanlıqları yüksək hündürlüklərdə (yerdən 19.000 ilə 36.000 metr arasında) daşımaq üçün istifadə olunur və bu da alimlərə stratosferdə məlumat toplamağa imkan verir.

Müəlliflər yazırdılar ki, ” Yeni silikonla hazırlanmış tutucuları idarə edən tam muxtar sistemlər yüksək hündürlükdə şar sınaqları üçün faydalı yüklərə inteqrasiya edildi. İki stratosfer şar missiyası həyata keçirildi və DEA-ların kosmosa bənzər şəraitdə (23,6 km yüksəklikdə, <0,05 atmosfer və -55°C temperaturda) canlı yumşaq robot texnologiyası kimi nümayiş etdirildi.”

Kosmik robototexnika üçün yeni yollar açılır

Tugui, Thakar və həmkarları tərəfindən təklif edilən yeni çarpaz əlaqələndirmə mexanizminin, həddindən artıq temperaturda və aşağı temperaturda yaxşı işləyən və parçalanmadan daha güclü bir elastomerlə nəticələndiyi aşkar edildi. Onların ilkin sınaqları, aerokosmik tətbiqlər üçün onların yanaşması ilə gücləndirilmiş aktuatorların potensialını nümayiş etdirir və yüksək hündürlüklərdə etibarlı şəkildə işlədiklərini göstərir.

Gələcəkdə komandanın təklif etdiyi metod digər elastomerlərin dayanıqlığını artırmaq və stratosferdə və ya kosmosda yerləşdirilə bilən daha geniş aktuatorlar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu arada, tədqiqatçılar mövcud silikon əsaslı elastomerlərin digər məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün yanaşmalarını təkmilləşdirməyi planlaşdırırlar.

Müəlliflər yazırdılar ki, “Kimyəvi tikinti blokları və katalizatorun kombinasiyaları silikonlar üçün digər problemləri, o cümlədən adgeziya və aşqar istehsalı problemlərini həll etmək üçün daha da genişləndirilə bilər”.