หุ่นยนต์กริปเปอร์ การคว้าวัตถุในอวกาศ เช่น เศษขยะจากดาวเทียมที่พิการ ยากกว่าที่คุณคิด ถ้วยดูดไม่มีประโยชน์ในสุญญากาศ เทปและกาวไม่สามารถจับในอุณหภูมิที่สูงเกินไป และอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายมืออาจไม่สามารถจับพื้นผิวขนาดใหญ่หรือเรียบได้เสมอไป แต่ตุ๊กแกอาจจะช่วยได้
หุ่นยนต์กริปเปอร์ ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากตุ๊กแกสามารถขัดขวางขยะอวกาศ
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของ NASA ได้พัฒนาอุปกรณ์หุ่นยนต์ที่เลียนแบบแรงเกาะของตีนตุ๊กแกเพื่อจับวัตถุที่มีการสัมผัสที่เบาที่สุดเท่านั้น
เมื่อทดสอบในการบินด้วยเครื่องบินไร้แรงโน้มถ่วง อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถจับและปล่อยลูกบาศก์ กระบอกสูบ และทรงกลมที่ลอยอยู่ได้โดยไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ บนโลก กริปเปอร์สามารถยึด ผลัก และปล่อยหุ่นยนต์น้ำหนัก 800 ปอนด์เพื่อจำลองเศษซากอวกาศที่ลอยไปมา
เคล็ดลับ? กองกำลังแวนเดอร์วาลส์ ตุ๊กแกสามารถวิ่งขึ้นไปบนกำแพงได้ไม่ใช่เพราะเท้าของพวกมันเหนียว
แต่เพราะพวกมันถูกปกคลุมด้วยโครงสร้างคล้ายขนขนาดเล็กที่แบนราบเมื่อใช้แรงไปด้านข้าง สิ่งนี้จะเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างเส้นขนกับพื้นผิว ทำให้ตุ๊กแกใช้ประโยชน์จากแรงดึงดูดของโมเลกุลที่อ่อนแอ นั่นคือแรง van der Waals ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลอยู่ใกล้กันมาก
นักวิจัยได้สร้างเอฟเฟกต์นี้ขึ้นใหม่ด้วยอุปกรณ์ขนาดเท่ากล่องใส่รองเท้า ซึ่งมีแผ่นกาวเล็กๆ อยู่ด้านล่าง ในการยึดกับวัตถุโค้ง แขนเคลื่อนย้ายได้ที่มีฟิล์มกาวคู่หนึ่งยื่นออกมาจากปลายทั้งสองข้าง
กระเบื้องแต่ละแผ่นมีขนาดประมาณตราไปรษณียากรและหุ้มด้วยซิลิโคนเวดจ์ขนาดเล็กหลายแสนชิ้น Mark Cutkosky ผู้ร่วมวิจัยของกลุ่มกล่าวว่าในตำแหน่ง “ปิด” ที่เป็นกลาง ปลายของเวดจ์เหล่านั้นแทบจะไม่ได้สัมผัสกับพื้นผิวที่สัมผัสเลย
แต่ด้วยการย้ายกาวที่ระยะจุลภาคไปด้านใดด้านหนึ่ง เวดจ์จะโค้งงอและพื้นที่สัมผัสจะสูงขึ้น ทำให้แรง Van der Waals สร้างการยึดเกาะ เมื่อต้องการปล่อยวัตถุ กระเบื้องจะเลื่อนกลับ และเวดจ์จะเด้งกลับขึ้นเพื่อให้ส่วนปลายสัมผัสกันเท่านั้น
Leah Crane รายงานนักวิทยาศาสตร์ใหม่:
แมทธิว สเปนโกจากสถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์กล่าวว่า “เป็นการยากที่จะให้แผ่นรองตุ๊กแกตัวเล็ก ๆ
เหล่านั้นสัมผัสกับพื้นผิวและกระจายน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากจะใช้กับวัตถุทั้งแบนและโค้งได้ “สิ่งที่น่าประทับใจมากในงานนี้คือการที่พวกเขาขยายขนาดขึ้นและแสดงให้เห็นว่ามันใช้งานได้ในขนาดที่ใหญ่ขึ้น”
กระเบื้องถูกวางเป็นคู่เพื่อให้พวกมันทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันและไม่ให้แรงภายนอกกับวัตถุ นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อพยายามจับเศษขยะในอวกาศ Cutkosky กล่าว เพราะ “สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการทำคือส่งมันไปยังวงโคจรอื่นโดยไม่ได้ตั้งใจ”
แม้แต่เศษเล็กเศษน้อยก็สามารถสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อดาวเทียมและยานอวกาศได้ NASA และกระทรวงกลาโหมติดตามเศษชิ้นส่วนกว่าครึ่งล้านชิ้นขณะที่พวกมันโคจรรอบโลก
ซึ่งรวมถึงวัตถุทั้งจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งมีตั้งแต่ยานอวกาศที่ไม่ทำงานไปจนถึงชิ้นส่วนของจรวดระเบิด วัตถุเหล่านี้ประมาณ 20,000 ชิ้น
มีขนาดใหญ่กว่าซอฟต์บอล และหากคุณชนกับมัน คุณอาจเสี่ยงที่จะส่งมันเข้าไปในวงโคจรที่อันตรายกว่า หรือทำให้พวกมันพังหรือหมุน ทำให้จับได้ยากยิ่งขึ้น Aaron Parness ผู้เขียนร่วมของกล่าว กระดาษ.
“คุณสามารถจินตนาการได้ว่าวัตถุเคลื่อนที่ 17,500 ไมล์ต่อชั่วโมงหรือไม่ คุณควรพยายามจับคู่ความเร็วให้พอดีและจับเบา ๆ แทนที่จะเอื้อมมือออกไปและพยายามจับมันที่ความเร็ว 22 มัค” Parness กล่าว
การหยิบจับเศษขยะในอวกาศไม่ได้เป็นเพียงแอปพลิเคชั่นเดียวสำหรับกาว นักวิจัยยังหวังว่าจะใช้พวกมันเพื่อให้หุ่นยนต์ซ่อมแซมและบำรุงรักษาสามารถเบียดเสียดกันภายนอกยานอวกาศได้ คล้ายกับตุ๊กแก
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
ความรู้ทั่วไป คลิก สุริยุปราคา
โดย gclub
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
