html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

На 3D-принтере научились печатать сложных магнитных роботов

Yoonho Kim et al. / Nature, 2018

Американские исследователи нашли способ заранее программировать поведение 3D-печатных объектов в магнитном поле и для демонстрации работоспособности метода напечатали шестиногого робота, который может двигаться во внешнем поле и захватывать предметы. В статье, опубликованной в Nature, авторы рассказали, что использовали мягкий материал с включениями ферромагнитных частиц таким образом, чтобы создавать области которые по-разному реагируют на внешнее магнитное поле. Электромагнит вокруг печатающей головки принтера создает магнитное поле, ориентация которого задает ориентацию частиц в материале и определяет поведение объекта в магнитном поле после завершения печати.

Инженеры, создающие роботов для медицинских применений, сталкиваются с целым рядом проблем. Поскольку они должны быть небольшими, их сложно оборудовать электромоторами, аккумуляторами и другими ключевыми компонентами. Многие разработчики подобных устройств решают эту проблему с помощью внешнего магнитного поля, позволяющего одновременно решить проблему с двигателем и источником энергии для него. Но пока почти все эти разработки находятся на начальном уровне и не позволяют реализовывать в роботе сложные движения (или позволяют, но с помощью громоздких актуаторов), поэтому ученые продолжают разрабатывать более совершенные способы магнитного управления.

Группа ученых под руководством Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao) из Массачусетского технологического института научились с помощью 3D-печати придавать мягкому материалу способность совершать сложные движения в ответ на изменения внешнего магнитного поля. Материал для 3D-печати состоит из силиконового эластомера, выступающего в роли матрицы, и двух типов частиц-включений — ферромагнитных частиц сплава неодим-железо-бор размером около пяти микрометров, а также наночастиц диоксида кремния. Кремниевые частицы позволяют подобрать текучесть материала для 3D-печати таким образом, чтобы они выходили из печатающей головки под давлением, но при этом сохраняли свою форму после печати даже при условии, что сверху нанесены еще несколько слоев.


Ученые предложили задавать поведение частей материала во внешнем поле на стадии печати. Для этого они оборудовали печатающую головку 3D-принтера электромагнитной катушкой, намотанной вокруг канала, по которому проходит материал печати. Эта катушка создает магнитное поле, направленное вдоль или в обратном направлении относительно потока материала, за счет чего ферромагнитные частицы ориентируются соответствующим образом. В результате в напечатанном материале можно создать домены с нужным направлением намагниченности и нужной реакцией на внешнее поле. При этом печатающая головка экранирована и слабо влияет на ориентацию частиц в уже напечатанных слоях.

Схема создания доменов с определенной намагниченностью в материале

Yoonho Kim et al. / Nature, 2018

Ученые разработали модель, которая позволяет предсказать изменения формы материала в зависимости от расположения созданных в нем доменов и показали ее эффективность, создав несколько необычных прототипов. К примеру, они напечатали шестиконечного робота, который может складывать конечности, ползти, кататься и захватывать легкие предметы. Кроме того, исследователи напечатали несколько других структур, в том числе ауксетики, которые сокращаются по двум направлениям при приложении внешнего магнитного поля.

Структура магнитных доменов, симуляция и реальное поведение напечатанных прототипов ауксетиков

Yoonho Kim et al. / Nature, 2018

Недавно немецкие ученые разработали отчасти похожий метод создания магнитных роботов, способных совершать сложные движения во внешнем поле. Они использовали силиконовый эластомер с ферромагнитными частицами, которые намагничиваются таким образом, что их векторы намагниченности в полоске имеют гармонический профиль. В результате получаемая таким образом полоска изгибается во внешнем магнитном поле, причем величина и направление изгиба зависит от величины и направления вектора магнитной индукции.

Григорий Копиев

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции