Трудности создания механической руки
Попробуйте проделать простой эксперимент. Сядьте за стол, положите слева от себя спичечный коробок, затем вытяните вперед горизонтально правую руку. Теперь возьмите ею коробок, перенесите его на правую часть стола и, повернув на 90 градусов, положите. Просто? Конечно, просто, хотя в этой несложной операции участвовали плечо, предплечье, кисть, пальцы. Эта простота достигнута многими тысячелетиями эволюции, трудовой деятельности человека, превратившими его руку в совершеннейший рабочий инструмент, обладающий 27 степенями свободы. Но вот создать механическое устройство, выполняющее такую же, на первый взгляд, элементарно простую операцию, оказалось делом совсем нелегким. И манипулятор с большим числом степеней свободы представляет сложное сооружение.
Исследователи предлагают использовать для изготовления элементов механической руки термочувствительный материал — металлы, обладающие памятью, или, как говорят, эффектом запоминания формы. Подобных материалов теперь известно уже более пятидесяти. Самый популярный из них «Нитинол-55», сплав, содержащий 54—56 процентов никеля, 44—46 процентов титана. Например, если сделать дугу нитинолового бруска при повышенной температуре, а затем, охладив, выпрямить его, то при нагревании он «вспомнит» прежнюю форму и снова превратится в дугу, а при охлаждении выпрямится.
Если же из нитинола изготовить сочленения механической руки и соединить их, получится некий рычаг, с помощью которого можно поднимать, перемещать довольно солидные грузы. Звенья с памятью отделены друг от друга электрической изоляцией. И каждое из них можно раздельно нагревать до различной температуры, пропуская электрический ток, охлаждать, обдувая холодным воздухом. В зависимости от температуры они будут удлиняться или укорачиваться, изгибаться или распрямляться, поворачиваться вокруг своей оси. Жесткий рычаг превратится в руку-манипулятор. Естественно, чтобы такая рука смогла выполнять какую-то определенную операцию, нужно разработать программу очередности пропускания тока через каждый ее элемент, запрограммировать степень нагрева и охлаждения каждого из них.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika19[email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.