Ko nga kakano atamai e whakamahi ana i nga muka uaua horihori

Mauruuru koe mo te toro ki Nature.com.Kei te whakamahi koe i tetahi putanga tirotiro me te tautoko CSS iti.Mo te wheako pai rawa atu, e taunaki ana matou me whakamahi koe i tetahi kaitirotiro kua whakahoutia (me monohia ranei te Aratau Hototahi ki Internet Explorer).I tua atu, hei whakarite i te tautoko tonu, ka whakaatuhia e matou te waahi kaore he momo me te JavaScript.
Ka whakaatu i te carousel o nga kiriata e toru i te wa kotahi.Whakamahia nga paatene o mua me te Panuku ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi, ka whakamahi ranei i nga patene rereti i te mutunga ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi.
Ko te whakakotahi i nga kakano me nga uaua horihori hei hanga kakano atamai kei te aro nui mai i nga hapori putaiao me nga hapori ahumahi.He maha nga painga o nga kakano atamai, tae atu ki te whakamaarama urutau me te tino rite ki nga taonga i te wa e whakarato ana i nga mahi whakakorikori mo te neke me te kaha.Ko tenei tuhinga e whakaatu ana i te karaehe hou o nga papanga atamai ka taea te mahi ma te whakamahi i nga momo tikanga raranga, raranga me te whakapiri i nga muka uaua horihori.I hangaia he tauira pangarau hei whakaahua i te ōwehenga o te kaha whakaroa o nga pepa kakano kua raranga, katahi ka whakamatauria tona mana.Ko te kakano "maamaa" hou e whakaatu ana i te ngawari, te riterite, me te hotaka miihini, e taea ai te neke haere-maha me te kaha whakarereke mo te whānuitanga o nga tono.He maha nga tauira kakano atamai i hangaia ma te whakamana i nga whakamatautau, tae atu ki nga momo whakarereke ahua penei i te whakaroa (tae atu ki te 65%), te roha rohe (108%), te roha radial (25%), me te nekehanga piko.Kei te tirotirohia ano te kaupapa o te whirihora ano i nga kopa tuku iho ki roto i nga hanganga kaha mo nga hanganga hanga koiora.Ko nga kakano atamai e whakaarohia ana hei whakahaere i te whakawhanaketanga o nga kakahu maamaa, nga punaha haptic, nga robots ngohengohe biomimetic, me te hikohiko kakahu.
Ka whai hua nga karetao pakari i te wa e mahi ana i roto i nga taiao hanganga, engari he raruraru ki te horopaki e kore e mohiotia o te hurihanga o nga taiao, e whakawhäitihia ana te whakamahi i roto i te rapu, te torotoro ranei.Kei te miharo tonu a Nature ki te maha o nga rautaki auaha hei whakatutuki i nga ahuatanga o waho me te rereketanga.Hei tauira, ka mahia e nga puku o nga tipu piki nga nekehanga maha, penei i te piko me te hurihuri, ki te tuhura i tetahi taiao e kore e mohiotia ki te rapu i te tautoko tika1.He makawe tairongo kei runga i nga rau o te Venus flytrap (Dionaea muscipula) ka hopukina e ia nga kai2.I nga tau tata nei, ko te rerekee, te rereke ranei o nga tinana mai i nga mata-rua (2D) ki nga ahua-toru (3D) e whakataurite ana i nga hanganga koiora kua noho hei kaupapa rangahau whakamere3,4.Ko enei whirihoranga karetao ngawari ka huri i te ahua ki te urutau ki nga taiao rerekee, ka taea te whakanekeneke multimodal, me te whakamahi i nga kaha ki te mahi miihini.Kua toro atu ki te maha o nga tono karetao, tae atu ki nga karetao ka taea te tuku5, nga robots ka taea te whirihora me te kopaki whaiaro6,7, nga taputapu koiora8, nga waka9,10 me te hiko whakawhanui11.
He nui nga rangahau kua mahia ki te whakawhanake i nga papa papatahi ka taea te hotaka, ina whakahohea, ka huri hei hanganga ahu-toru uaua3.Ko te whakaaro ngawari mo te hanga i nga hanganga rerekee ko te whakakotahi i nga paparanga o nga rawa rereke ka whakawiri me te korukoru i te wa e pa ana ki te whakaihiihi12,13.Janbaz et al.14 me Li et al.Kua whakatinanahia e 15 tenei ariā ki te hanga i nga karetao rereke rereke rereke-wera.Ko nga hanganga o te origami e whakauru ana i nga huānga whakaihiihi-whakaaro kua whakamahia hei hanga i nga hanganga ahu-toru uaua16,17,18.I whakaaweahia e te morphogenesis o nga hanganga koiora, Emmanuel et al.Ka hangaia nga elastomers-whakaahua ma te whakarite i nga hongere hau ki roto i te mata rapa e, i raro i te pehanga, ka huri hei hanga hangahanga-toru.
Ko te whakaurunga o nga kakano, papanga ranei ki roto i nga karetao ngoikore he rerekee te ahua o tetahi kaupapa ariā hou kua puta te hiahia nui.Ko nga kakano he mea ngohe, he rarapa hoki i mahia mai i te miro ma nga tikanga raranga penei i te miro, te raranga, te whiri, te raranga knot ranei.Ko nga ahuatanga whakamiharo o nga papanga, tae atu ki te ngawari, te pai, te ngawari me te manawa, ka tino rongonui i nga mea katoa mai i nga kakahu ki nga tono rongoa20.E toru nga huarahi whanui mo te whakauru kakano ki roto i nga karetao21.Ko te huarahi tuatahi ko te whakamahi i te kakano hei tuara, hei turanga mo etahi atu waahanga.I tenei keehi, ko nga kakano passive e whakarato ana i te pai mo te kaiwhakamahi i te wa e mau ana i nga waahanga pakari (motors, sensors, power supply).Ko te nuinga o nga karetao ngawari ka mau, ka taka ki raro i tenei huarahi.Hei tauira, ko nga exoskeletons ngawari ka taea te mau mo nga taputapu hikoi 22 me nga awhina tuke 23, 24, 25, nga karapu ngawari ka taea te kakahu 26 mo nga awhina ringa me nga maihao, me nga robots ngohengohe bionic 27.
Ko te huarahi tuarua ko te whakamahi i nga kakano hei waahanga wahangu me te iti o nga taputapu robotic ngohengohe.Ka taka nga kaiwhakatere kakano ki roto i tenei waahanga, i te nuinga o te waa ka hangaia te papanga hei ipu o waho hei pupuri i te ngongo o roto, te ruuma ranei, hei hanga i te miihini whakakaha muka ngawari.Ka tukuna ki te puna pneumatic o waho, waipēhi rānei, ka huri te ahua o enei kaitahuri ngawari, tae atu ki te whakaroa, te piko, te korikori ranei, i runga i te hanganga me te whirihoranga taketake.Hei tauira, Talman et al.Ko nga kakahu rekereke orthopaedic, he raupapa o nga pute papanga, kua whakauruhia kia pai ai te huri o te tipu ki te whakahoki mai i te hikoi28.Ka taea te whakakotahi i nga papa kakano me te whakawhanui rereke ki te hanga nekehanga anisotropic 29 .OmniSkins – ka taea e nga hiako karetao ngawari te hanga mai i nga momo whakaihiihi ngawari me nga taputapu tïpako ka huri i nga taonga haungu ki nga miihini hohe maha ka taea te mahi i nga nekehanga me nga huringa rereke mo nga momo tono.Zhu et al.kua whakawhanakehia he pepa uaua kiko wai31 ka taea te whakaroa, te piko, me nga momo nekehanga rereke.Buckner et al.Whakauruhia nga muka mahi ki roto i nga kopa tikanga ki te hanga kopa karetao me nga mahi maha penei i te whakakorikori, te rongo, me te maro rereke32.Ko etahi atu tikanga o tenei waahanga ka kitea i enei pepa 21, 33, 34, 35.
Ko te huarahi o naianei ki te whakamahi i nga mea pai ake o nga kakano i roto i nga mahi karetao ngawari ko te whakamahi i nga kaikawe urupare, whakaihiihi ranei ki te hanga kakano atamai ma te whakamahi i nga tikanga hanga kakano tuku iho penei i te raranga, te raranga me nga tikanga raranga21,36,37.I runga i te hanganga o te papanga, ka huri te ahua o te miro reactive ina pa ana ki te hiko, te wera wera, te pehanga ranei, ka puta ke te ahua o te papanga.I tenei huarahi, ka whakauruhia nga kakano tuku iho ki roto i te punaha robotic ngawari, ka puta te whakahou o te kakano ki runga i te paparanga o roto (miro) kaua ki te paparanga o waho.No reira, ka taea e nga kakano atamai te whakahaere pai mo nga nekehanga maha, te whakarereketanga o te kaupapa, te toronga, me te kaha ki te whakatika i te pakari.Hei tauira, ka taea te whakauru i nga koranu mahara (SMA) me nga polymers mahara (SMP) ki roto i nga papanga kia kaha te whakahaere i o raatau ahua ma te whakaihiihi waiariki, penei i te hemming38, te tango korukoru36,39, tactile me te tactile feedback40,41, me te urutau. kakahu kakahu.taputapu 42 .Heoi, ko te whakamahinga o te hiko waiariki mo te whakamahana me te whakamatao ka puta he puhoi te whakautu me te uaua o te whakamahana me te whakahaere.Ina tata nei, Hiramitsu et al.Ko nga uaua pai o McKibben43,44, nga uaua hangai pneumatic, ka whakamahia hei miro warp hei hanga i nga momo kakano kaha ma te whakarereke i te hanganga raranga45.Ahakoa ko tenei huarahi e whakarato ana i nga kaha nui, na te ahua o te uaua McKibben, he iti te tere o te whakawhānui (<50%) me te iti o te rahi kaore e taea te whakatutuki (diameter <0.9 mm).I tua atu, he uaua ki te hanga tauira kakano atamai mai i nga tikanga raranga me koi koi nga kokonga.Hei hanga i te whānuitanga o nga kakano atamai, Maziz et al.Ko nga kakano kakahu mau hiko kua hangaia ma te miro me te raranga i nga miro polymer hihiko46.
I nga tau tata nei, kua puta mai he momo hou o te uaua horihori thermosensitive, he mea hanga mai i te tino miro, nga muka polymer utu47,48.Ko enei muka e waatea ana ki te hokohoko me te ngawari ki te whakauru ki te raranga, ki te raranga ranei hei whakaputa i nga kakahu atamai utu nui.Ahakoa te ahunga whakamua, he iti nga wa whakautu o enei kakano wera-wera hou na te hiahia mo te whakamahana me te whakamatao (hei tauira, nga kakano e whakahaere ana i te pāmahana) me te uaua ranei ki te hanga tauira raranga me te raranga ka taea te whakarite hei whakaputa i nga huringa me nga nekehanga e hiahiatia ana. .Ko etahi tauira ko te roha radial, 2D ki te 3D te hurihanga ahua, te roha-a-rua ranei, ka tukuna e matou ki konei.
Hei whakaea i enei raru kua whakahuahia ake nei, ka whakaatuhia e tenei tuhinga he kakano atamai hou e peia ana e te wai i hangaia mai i a maatau muka uaua ngawari (AMF)49,50,51.Ko nga AMF he tino ngawari, ka taea te whakaheke, ka taea te whakaheke ki te diameter o te 0.8 mm me te roa nui (i te iti rawa 5000 mm), e tuku ana i te waahanga teitei (te roa ki te diameter) tae atu ki te elongation teitei (te iti rawa ki te 245%), te kaha nui. te pai, iti iho i te 20Hz te whakautu tere).Ki te hanga kakano atamai, ka whakamahia e matou te AMF hei miro kaha ki te hanga i nga paparanga uaua hohe 2D na roto i nga tikanga miro me te raranga.Kua rangahauhia e matou te reiti roha me te kaha whakahekenga o enei kopa "atamai" i runga i te nui o te wai me te pehanga ka tukuna.Kua whakawhanakehia nga tauira tātari hei whakapumau i te hononga kaha whakaroa mo nga rau raranga me te raranga.Ka whakaahuahia hoki e matou etahi tikanga whakamaarama miihini mo nga kakano maamaa mo te nekenekehanga maha, tae atu ki te toronga-a-rua, te piko, te roha radial, me te kaha ki te whakawhiti mai i te 2D ki te 3D.Hei whakaatu i te kaha o ta maatau huarahi, ka whakauruhia ano e matou te AMF ki nga papanga arumoni, ki nga kakano ranei hei whakarereke i o raatau whirihoranga mai i nga hanga haruru ki nga hanga hohe e puta ai nga momo rerekeetanga.Kua whakaatuhia hoki e matou tenei ariā i runga i etahi taumanu whakamatautau, tae atu ki te whakapiko i nga miro hei hanga reta e hiahiatia ana, me nga hanganga koiora huri hanga ki te ahua o nga mea penei i te rererere, te hanga tapawha me te puawai.
Ko nga kakano he hanganga ahu-rua ngawari i hangaia mai i nga miro ahu-tahi kua tuituia penei i te miro, te miro me te muka.Ko te kakano tetahi o nga hangarau tawhito a te tangata, a, e whakamahia nuitia ana i roto i nga ahuatanga katoa o te ao na te whakamarie, te urutau, te manawa, te rerehua me te whakamarumaru.Ko nga kakano atamai (e mohiotia ana ko nga kakahu maamaa, he papanga karetao ranei) kei te kaha haere ki te rangahau na te nui o te kaha ki nga tono karetao20,52.Ka oati nga kakano atamai ki te whakapai ake i te wheako o te tangata ki te taunekeneke me nga mea ngohe, ka uru ki te huringa paradigma ki te waahi ka taea te whakahaere i nga nekehanga me nga kaha o te papanga angiangi, ngawari ki te mahi i nga mahi motuhake.I roto i tenei pepa, ka tirotirohia e matou nga huarahi e rua mo te hanga kakano atamai i runga i ta maatau AMF49 o mua tata nei: (1) whakamahia te AMF hei miro kaha ki te hanga kakano atamai ma te whakamahi i nga hangarau hanga pueru tuku iho;(2) whakauruhia te AMF ki roto i nga papanga tawhito hei whakaongaonga i te nekehanga me te whakarereketanga e hiahiatia ana.
Kei roto i te AMF he ngongo silicone o roto ki te tuku hiko waipēhi me tetahi porowhita hikaka o waho ki te whakawhāiti i tana roha radial.No reira, ka roa te roa o nga AMF i te wa e pa ana te pehanga, ka whakaatu i nga mana kirimana ki te hoki ki te roa taketake ina tukuna te pehanga.He ahua rite ki nga muka tuku iho, tae atu ki te ngawari, te diameter iti me te roa.Heoi, he kaha ake te kaha o te AMF me te whakahaere i runga i nga nekehanga me te kaha atu i ona hoa rangatira.I whakaaweahia e te tere tere o nga kakano atamai, i konei ka whakaatuhia e matou e wha nga huarahi nui ki te whakaputa kakano atamai ma te whakamahi i te AMF ki tetahi hangarau hanga papanga kua roa (Whakaahua 1).
Ko te huarahi tuatahi ko te raranga.Ka whakamahi matou i te hangarau kano weft ki te whakaputa i te papanga kaiaka tauhohenga ka tuwhera ki te huarahi kotahi ina whakakorikorihia.He tino totoro, he totoro hoki nga rau raranga engari he ngawari ake te wetewete i nga rau raranga.I runga i te tikanga whakahaere, ka taea e te AMF te hanga rarangi takitahi, hua oti ranei.I tua atu i nga pepa papatahi, he pai hoki nga tauira tuitui tubular mo te hangahanga o nga hanganga AMF.Ko te tikanga tuarua ko te raranga, ka whakamahia e matou nga AMF e rua hei whenu me te whatu hei hanga i te pepa whatu tapawha ka taea te toro motuhake ki nga ahunga e rua.Ka nui ake te mana whakahaere (i nga taha e rua) i nga rau raranga i nga rau raranga.I whatua ano e matou he AMF mai i te miro tuku iho hei hanga i tetahi pepa raranga ngawari ka taea te wetewete ki te taha kotahi.Ko te tikanga tuatoru - te roha radial - he rereke o te tikanga raranga, kei roto nga AMP kaore i roto i te tapawha, engari i roto i te porowhita, a ko nga miro e whakarato ana i te herenga radial.I tenei keehi, ka toro haere te whiri i raro i te pehanga uru.Ko te huarahi tuawha ko te whakapiri i te AMF ki runga i te papanga papanga kia hanga he nekehanga piko ki te huarahi e hiahiatia ana.Kua whirihora ano e matou te papa horanga hāngū ki te papa horanga kaha ma te whakahaere i te AMF huri noa i tona taha.Ko tenei ahuatanga o te AMF ka taea e te kaupapa te whakatuwhera i nga huarahi maha mo nga hanganga ngohengohe-whakaahua-koiora e taea ai e tatou te huri i nga mea hauhau ki nga mea kaha.He ngawari, he ngawari, he tere hoki tenei tikanga, engari ka taea te whakararu i te roanga o te tauira.Ka tukuna te kaipānui ki etahi atu huarahi i roto i nga tuhinga e whakaatu ana i nga kaha me nga ngoikoretanga o ia taonga kiko21,33,34,35.
Ko te nuinga o nga miro, miro ranei e whakamahia ana ki te hanga papanga tawhito kei roto i nga hanganga wahangu.I roto i tenei mahi, ka whakamahia e matou to maatau AMF i whakawhanakehia i mua, ka taea te tae ki te roa mita me te diameter submillimeter, hei whakakapi i nga miro kakano tuku iho me te AFM hei hanga papanga mohio me te kaha mo te whānuitanga o nga tono.Ko nga waahanga e whai ake nei e whakaatu ana i nga tikanga mo te hanga tauira kakano atamai me te whakaatu i o raatau mahi me o raatau whanonga.
I hangaia e matou nga reeti AMF e toru ma te whakamahi i te tikanga raranga (Fig. 2A).Ko te kowhiringa rauemi me nga korero taipitopito mo nga AMF me nga tauira ka kitea i te waahanga Tikanga.Ka whai ia AMF i te ara awhiowhio (e kiia ana ko te ara) e hanga ana i te kohanga hangarite.Ko nga koropiko o ia rarangi ka mau ki nga koropiko o nga rarangi o runga me raro.Ko nga mowhiti o te pou kotahi e noho tika ana ki te akoranga ka honoa ki roto i te rakau.E toru nga rarangi o nga tuinga e whitu (e whitu nga tuinga ranei) i ia rarangi.Ko nga mowhiti o runga me raro kaore i te pumau, na reira ka taea e matou te hono atu ki nga rakau whakarewa e rite ana.He ngawari ake te wetewete o nga tauira rai i nga papanga miro na te kaha ake o te pakari o te AMF ki nga miro tikanga.Na reira, i herea e matou nga koropiko o nga rarangi e tata ana ki nga taura rapa angiangi.
He maha nga tauira kakano atamai kei te whakatinanahia me nga whirihoranga AMF rereke.(A) He pepa rai i mahia mai i nga AMF e toru.(B) Pepa raranga takirua o nga AMF e rua.(C) Ka taea e te pepa raranga kotahi te hanga mai i te AMF me te miro kiriaku te taumaha 500g, he 192 whakarea te taumaha (2.6g).(D) Hanganga whakawhänui irirangi me te AMF kotahi me te miro miro hei herenga radial.Ka kitea nga korero taipitopito i te waahanga Tikanga.
Ahakoa ka taea te toro atu o nga korou zigzag o te kaitapa ki nga huarahi rereke, ka toro atu a maatau tauira tauira ki te ahu whakamua i raro i te pehanga na te iti o te huarahi haere.Ko te roa o ia AMF ka whai waahi ki te whakawhānui ake i te rahinga o te waahanga o te peera.I runga i nga whakaritenga motuhake, ka taea e tatou te whakahaere i nga AMF e toru mai i nga puna wai rereke e toru (Whakaahua 2A) i te wa kotahi ranei mai i tetahi puna wai ma te tohatoha wai 1-ki-3.I te piki.Ko te 2A e whakaatu ana i tetahi tauira o te tauira kano, ko te waahi tuatahi i piki ake ma te 35% i te wa e pa ana ki nga AMP e toru (1.2 MPa).Ko te mea nui, ka eke a AMF ki te roanga teitei o te 250% neke atu i te 250% o tona roa taketake49 na reira ka toro atu nga rau rairai i nga waahanga o naianei.
I hanga ano e matou nga rau raranga-a-rua i hangaia mai i nga AMF e rua ma te whakamahi i te tikanga raranga maamaa (Whakaahua 2B).Ko te whenu me te weft AMF e hono ana ki nga koki matau, ka hanga he tauira whitiwhiti ngawari.I whakarōpūhia ta matou raranga tauira hei raranga maama taurite na te mea i mahia nga whenu me nga whenu weft mai i te rahi o te miro (tirohia te wahanga Tikanga mo nga taipitopito).Kaore i rite ki nga miro noa ka taea te hanga i nga kopa koi, ko te AMF kua tonohia he radius piko ina hoki ana ki tetahi atu miro o te tauira raranga.No reira, he iti ake te kiato o nga pepa raranga mai i te AMP ki nga kakano raranga tikanga.AMF-momo S (te diameter o waho 1.49 mm) he iti rawa te pūtoro piko o te 1.5 mm.Hei tauira, ko te raranga tauira e whakaatuhia ana i tenei tuhinga he tauira miro 7×7 e whakapumautia ana ia wahanga ki te pona o te taura rapa angiangi.Ma te whakamahi i te tikanga raranga ano, ka nui ake nga whenu.
Ina whiwhi te AMF e rite ana ki te pehanga wai, ka whakawhanuihia e te pepa raranga tona rohe ki te anga whenu, weft ranei.Na reira, i whakahaeretia e matou nga ine o te pepa whiri (te roa me te whanui) ma te whakarereke takitahi i te nui o te pehanga uru ki nga AMP e rua.I te piki.Ko te 2B e whakaatu ana i tetahi tauira raranga i toro atu ki te 44% o tona rohe taketake i te wa e pehia ana ki tetahi AMP (1.3 MPa).Na te mahi tukutahi o te pehanga i runga i nga AMF e rua, ka piki te rohe ki te 108%.
I hanga ano e matou he pepa raranga kotahi mai i te AMF kotahi me nga whenu me nga miro kiriaku hei weawe (Whakaahua 2C).Kua whakaritea nga AMF kia whitu nga rarangi kopikopiko, ka rarangatia e nga miro enei rarangi o nga AMF kia hanga he papanga papanga tapawha.He mātotoru ake tenei tauira raranga i te Whakaahua 2B, he mihi ki nga miro kiriaku ngawari ka whakakiia te pepa katoa.Na te mea kotahi anake te AMF hei whenu, ka taea noa e te rau raranga te toro atu ki te whenu i raro i te pehanga.Ko te Whakaatu 2C e whakaatu ana i tetahi tauira o te tauira raranga ka piki te waahi tuatahi ki te 65% ​​me te piki haere o te pehanga (1.3 MPa).I tua atu, ka taea e tenei waahanga whiri (e 2.6 karamu te taumaha) te hiki i te pikaunga 500 karamu, he 192 nga wa tona papatipu.
Engari i te whakarite i te AMF ki te tauira zigzag ki te hanga i te pepa whatu tapawhā, i hanga e matou he ahua torino papatahi o te AMF, katahi ka herea ki te miro miro hei hanga i tetahi rau whatu porowhita (Whakaahua 2D).Ko te tino pakari o te AMF ka whakawhāitihia te whakakii i te rohe o te puku o te pereti.Heoi ano, ka taea te hanga i tenei kapi mai i nga miro rapa, i nga papanga rapa ranei.I runga i te whiwhi i te pehanga waipēhi, ka huri te AMP i tana roanga roa ki roto i te roha radial o te rau.Me mahara ano ka piki ake nga diameter o waho me roto o te ahua torino na te teiti o nga kakawaea.E whakaatu ana te Whakaahua 2D na te pehanga waipēhi o te 1 MPa, ka piki te ahua o te pepa porowhita ki te 25% o tona rohe taketake.
Ka whakaatuhia e matou ki konei tetahi huarahi tuarua ki te hanga kakano atamai ka whakapirihia e matou he AMF ki tetahi papanga papatahi, ka whirihora ano mai i te hangai ki te hanganga kaha.Ko te hoahoa hoahoa o te puku piko e whakaatuhia ana i te piki.3A, ka takai te AMP ki te waenganui, ka whakapiri ki te papanga karekau e taea te toro atu (te papanga miroata) ma te whakamahi i te riipene taha-rua hei whakapiri.Kia hiritia, ka waatea te tihi o te AMF ki te toro atu, ko te raro ka whakawhäitihia e te rīpene me te papanga, ka piko te takai ki te papanga.Ka taea e tatou te whakakore i tetahi waahanga o te kaitahuri piko ki nga waahi katoa ma te whakapiri noa i te riipene ki runga.Kaore e taea e tetahi waahanga kua whakakorehia te neke, ka noho hei waahanga wahangu.
Ka whirihora ano nga papanga ma te whakapiri AMF ki nga papanga tawhito.(A) Aria hoahoa mo te puku piko i mahia ma te whakapiri i te AMF kua takai ki runga i te papanga kore e toro.(B) Te piko o te tauira tauira.(C) Te whirihora ano i te kakahu tapawhā ki roto i te karetao kaha e wha-waewae.Te papanga korekore: koti miro.papanga totoro: polyester.Ka kitea nga korero taipitopito i te waahanga Tikanga.
I hangaia e matou etahi momo kaitahuri piko he rereke te roa, ka pehia ki te waipēhi kia hanga he nekehanga piko (Whakaahua 3B).Ko te mea nui, ka taea te whakatakoto i te AMF ki te raina tika, te takai ranei hei hanga miro maha ka whakapiri ki te papanga hei hanga puku piko me te maha o nga miro e tika ana.I hurihia ano e matou te pepa kiko hāngū ki te hanganga tetrapod hohe (Whakaahua 3C), i whakamahia e matou te AMF hei arataki i nga taitapa o te kiko tapawha tapawha kore e taea te toro atu (ahua miroopu muslin).Ka piri te AMP ki te papanga me tetahi riipene taha-rua.Ka rīpenehia te waenganui o ia tapa kia noho hāngū, ko ngā kokonga e whā ka kaha tonu.Ko te uhi o runga o te papanga totoro (koera) he mea whiriwhiri.Ka piko nga kokonga e wha o te papanga (he rite ki nga waewae) ina pehia.
I hangaia e matou he papa whakamatautau hei rangahau ine i nga ahuatanga o nga kakano atamai kua whakawhanakehia (tirohia te waahanga Tikanga me te Whakaaturanga Tāpiri S1).I te mea i hangaia nga tauira katoa mai i te AMF, ko te ahua whanui o nga hua whakamatautau (Fig. 4) e rite ana ki nga ahuatanga matua o te AMF, ara, ko te pehanga urunga he rite tonu ki te elongation o te putanga me te rereke ki te kaha o te kopeke.Heoi ano, he ahuatanga ahurei enei papanga maamaa e whakaatu ana i o raatau whirihoranga motuhake.
E whakaatu ana i nga whirihoranga kakano atamai.(A, B) Nga pihi hysteresis mo te pehanga uru me te whakaroa o te putanga me te kaha mo nga rau raranga.(C) Te roha o te waahi o te rau raranga.(D,E) Te hononga i waenga i te pehanga whakauru me te whakaroa o te putanga me te kaha mo nga kakahu rai.(F) Roha horahanga o nga hanganga toroahoahoa.(G) Koki piko e toru nga roa rereke o nga puku piko.
Ko ia AMF o te pepa raranga i tukuna ki te pehanga urunga o te 1 MPa hei whakaputa tata ki te 30% te roa (Fig. 4A).I whiriwhiria e matou tenei paepae mo te whakamatautau katoa mo etahi take: (1) ki te hanga i te whakaroa nui (tata ki te 30%) ki te whakanui i o raatau hysteresis curves, (2) ki te aukati i te eke paihikara mai i nga whakamatautau rereke me nga tauira ka taea te whakamahi ano ka puta he kino ohorere ranei..i raro i te pehanga wai nui.Ka tino kitea te rohe mate, ka noho kore te whiri kia eke ra ano te pehanga kokoru ki te 0.3 MPa.E whakaatu ana te maataki hysteresis elongation pehanga i te aputa nui i waenga i nga wahanga maminga me te tuku, e tohu ana he nui te ngaronga o te kaha ina huri te rau raranga i tana nekehanga mai i te roha ki te whakaheke.(Whakaahua 4A).I muri i te whiwhi i te pehanga kokoru 1 MPa, ka taea e te pepa raranga te kaha whakaheke 5.6 N (Whakaahua 4B).E whakaatu ana hoki te maataki hysteresis pehanga-kaha e tata inaki ana te pihi tautuhi ki te pihi hanga-ake.Ko te roha waahi o te pepa raranga i whakawhirinaki ki te nui o te pehanga e pa ana ki ia o nga AMF e rua, pera me te whakaatu i te papa mata 3D (Whakaahua 4C).E whakaatu ana hoki nga whakamatautau ka taea e te pepa raranga te whakaputa i te roha waahi o te 66% ina ka tukuna i te wa kotahi ki te pehanga waipēhi o te 1 MPa ona whenu me te weft AMFs.
Ko nga hua whakamatautau mo te pepa raranga e whakaatu ana i te ahua rite ki te pepa raranga, tae atu ki te whanui o te aputa hysteresis i roto i te hoahoa pehanga pehanga me te inaki i nga pihi pehanga-kaha.E 30% te roanga o te pepa rai, i muri iho ko te 9 N te kaha kōpeketanga i te pehanga uru o te 1 MPa (Fig. 4D, E).
Mo te pepa raranga porowhita, ka piki ake te waahi tuatahi ma te 25% ka whakaritea ki te waahi tuatahi i muri i te pa ki te pehanga wai o te 1 MPa (Fig. 4F).I mua i te timatatanga o te tauira ki te whakawhanui, he nui te rohe mate pehanga kokoru ki te 0.7 MPa.I whakaarohia tenei rohe mate nui i te mea i hangaia nga tauira mai i nga AMF nui ake e hiahia ana kia kaha ake nga pehanga ki te hinga i o raatau taumahatanga tuatahi.I te piki.E whakaatu ana hoki a 4F ko te pihi tuku ka tata ki te pikinga o te pehanga, e tohu ana he iti te ngaronga o te hiko i te wa e huri ana te nekehanga o te kōpae.
Ko nga kitenga whakamatautau mo nga kaikohiko piko e toru (te whirihora ano i te kiko) e whakaatu ana he rite te tauira o o ratou pihi hysteresis (Whakaahua 4G), i reira ka pa ki te rohe mate pehanga uru ki te 0.2 MPa i mua i te hiki.He rite tonu te rahi o te wai (0.035 ml) ki nga puku piko e toru (L20, L30 me L50 mm).Heoi ano, he rerekee nga tihi pehanga o ia kaiwhakatere me te whakawhanake i nga koki piko rereke.Ko nga kaiwhakatere L20 me te L30 mm i pa ki te pehanga urunga 0.72 me te 0.67 MPa, ka eke ki nga koki piko o te 167° me te 194°.Ko te puku piko piko roa rawa (50 mm te roa) ka mau ki te pehanga 0.61 MPa, ka eke ki te koki piko o te 236°.I kitea ano hoki e te koki pehanga hysteresis he waahi nui i waenga i te pehanga me nga pihi tuku mo nga puku piko e toru.
Ko te hononga i waenga i te rōrahi tāuru me ngā āhuatanga whakaputa (te roanga, te kaha, te roha rohe, te koki piko) mo nga whirihoranga kakano atamai i runga ake nei ka kitea i roto i te Whakaaturanga Tāpiri S2.
Ko nga hua whakamatautau i te waahanga o mua e whakaatu marama ana i te hononga taurite i waenga i te pehanga whakauru whakauru me te whakaroa o nga tauira AMF.Ko te kaha ake o te kaha o te AMB, ko te nui ake o te whakaroatanga me te kaha ake o te kaha e whakaemi ana.No reira, ko te nui ake o te kaha o te kopiri ka mahia.I kitea ano e nga hua ka eke nga tauira ki te kaha o te kaha o te pupuhi i te wa i tangohia katoatia ai te pehanga uru.Ko te whainga o tenei wahanga ki te whakatu i te hononga tika i waenga i te whakaroa me te kaha whakahekenga teitei o nga pepa raranga me te raranga ma te whakatauira tātari me te manatoko whakamatautau.
Ko te kaha kirimana morahi Fout (i te pehanga uru P = 0) o te AMF kotahi i hoatu i roto i te ref 49 ka tukuna ano e whai ake nei:
I roto i a raatau, ko te α, E, me te A0 te tauwehe totoro, te modulus a Young, me te waahi-waahanga o te ngongo silicone, ia;ko te k te whakarea maro o te porowhita porowhita;Ko te x me te li he whakatiki me te roa tuatahi.AMP, ia.
te whārite tika.(1) Tangohia nga pepa raranga me te raranga hei tauira (Whakaahua 5A, B).Ko nga kaha whakaheke o te hua raranga Fkv me te hua raranga Fwh e whakaatuhia ana e te wharite (2) me te (3).
ko te mk ko te maha o nga koropiko, ko te φp ko te koki porowhita o te papanga i werohia i te wa e werohia ana (Whakaahua 5A), ko te mh te maha o nga miro, ko te θhp te koki whakauru o te papanga miro i te wa e werohia ana (Fig. 5B), εkv Ko te εwh te pepa raranga me te rerekeetanga o te rau raranga, ko F0 te riipene tuatahi o te porowhita torino.Te whakaputanga taipitopito o te whārite.Ko te (2) me te (3) ka kitea i roto i nga korero tautoko.
Waihangahia he tauira tātari mo te hononga whakaroa-kaha.(A,B) Ko nga whakaahua tauira tātari mo nga pepa raranga me te raranga.(C,D) Te whakatairite i nga tauira tātari me nga raraunga whakamatautau mo nga pepa raranga me te raranga.RMSE Root tikanga hapa tapawha.
Hei whakamatautau i te tauira kua whakawhanakehia, i mahia e matou he whakamatautau whakaroa ma te whakamahi i nga tauira rairai i te Whakaahua 2A me nga tauira whiri i te Whakaahua 2B.I inehia te kaha whakaheke i te 5% nga pikinga mo ia toronga raka mai i te 0% ki te 50%.Ko te toharite me te inenga paerewa o nga whakamatautau e rima e whakaatuhia ana i te Whakaahua 5C (knit) me te Whakaahua 5D (knit).Ko nga pihi o te tauira tātari e whakaahuahia ana e nga wharite.Ko nga tawhā (2) me te (3) kei te Ripanga.1. Ko nga hua e whakaatu ana he pai te rite o te tauira tātari ki nga raraunga whakamatautau mo te awhe elongation katoa me te hapa tapawha tikanga pakiaka (RMSE) o te 0.34 N mo te knitwear, 0.21 N mo te raranga AMF H (aronga whakapae) me te 0.17 N mo te AMF whatu.V (aronga poutū).
I tua atu i nga nekehanga taketake, ko nga kakano atamai e whakaarohia ana ka taea te mahi miihini ki te whakarato i nga nekehanga uaua ake penei i te S-piko, te whakahekenga radial, me te 2D ki te 3D deformation.Ka whakaatuhia e matou i konei etahi tikanga mo te whakarite i nga kakano atamai papatahi ki nga hanganga e hiahiatia ana.
I tua atu i te whakawhänui i te rohe i roto i te ahunga raina, ka taea te mahi miihini nga pepa raranga kotahi ki te hanga i nga nekehanga maha (Fig. 6A).Ka whirihora ano i te toronga o te pepa whiri hei nekehanga piko, ka herea tetahi o ona mata (runga, raro ranei) ki te miro tuitui.Ka piko nga rau ki te mata here i raro i te pehanga.I te piki.E whakaatu ana a 6A i nga tauira e rua o nga awhi raranga ka ahua-S i te wa e kuiti ana tetahi haurua ki te taha o runga, me tetahi haurua ki te taha ki raro.Ka taea ano e koe te hanga i te nekehanga piko porohita ka herea te mata katoa.Ka taea hoki te hanga i te pepa whiri kotahi hei karekau maru ma te hono i ona pito e rua ki roto i te hanganga ngongo (Whakaahua 6B).Ka mauhia te ringaringa ki runga i te maihao tohu o te tangata hei whakakoi, he momo rongoa mirimiri hei whakaora i te mamae, hei whakapai ake ranei i te rere.Ka taea te tauine kia uru ki etahi atu wahanga tinana penei i nga ringa, hope, me nga waewae.
Te kaha ki te raranga rau ki tetahi huarahi.(A) Te hangahanga o nga hanganga whakakino na te kaha o te hotaka o te ahua o nga miro tuitui.(B) ringaringa kōpeketanga maihao.(C) Ko tetahi atu putanga o te pepa whiri me tona whakatinanatanga hei ringaringa kokopi ringa.(D) Ko tetahi atu tauira karekau kopaki i hangaia mai i te momo AMF M, te miro kiriaku me nga whitiki Velcro.Ka kitea nga korero taipitopito i te waahanga Tikanga.
Ko te Whakaahua 6C e whakaatu ana i tetahi atu tauira o te pepa raranga kotahi i mahia mai i te AMF kotahi me te miro miro.Ka taea e te pepa te whakawhānui ake i te 45% i te waahi (kei te 1.2 MPa) ka huri ranei i te nekehanga porohita i raro i te pehanga.Kua whakaurua ano e matou he pepa hei hanga i te ringaringa o te ringaringa ma te whakapiri i nga here autō ki te pito o te rau.Ko tetahi atu tauira karekau whiri o te ringa o mua e whakaatuhia ana i te Whakaahua 6D, i mahia ai nga pepa whiri kotahi mai i te Momo M AMF (tirohia nga Tikanga) me nga miro kiriaku kia kaha ake ai te whakaputa i nga tohanga kokopi.Kua whakauruhia e matou nga pito o nga pepa me nga whitiki Velcro mo te taapiri ngawari me te rahi o nga ringaringa.
Ko te tikanga aukati, e huri ana i te toronga raina ki te nekehanga piko, e tika ana ki nga pepa raranga takirua.Ka whiria e matou nga miro miro ki tetahi taha o te whenu me te raranga papanga kia kore ai e roha (Whakaahua 7A).No reira, ka whiwhi nga AMF e rua i te pehanga waipēhi i a raatau takitahi, ka uru te pepa ki te nekehanga piko-a-rua hei hanga i te hanganga ahu-toru.I tetahi atu huarahi, ka whakamahia e matou nga miro e kore e taea te toro atu hei whakawhāiti i te ahunga kotahi o nga pepa raranga takirua (Whakaahua 7B).No reira, ka taea e te pepa te hanga i nga nekehanga piko me te toronga i te wa e pehia ana te AMF.I te piki.Ko te 7B e whakaatu ana i tetahi tauira e whakahaeretia ana te pepa whiri-a-rua ki te takai i te rua hautoru o te maihao tangata me te nekehanga piko, ka toro atu i tona roa ki te uhi i te toenga ki te nekehanga totoro.Ko te nekehanga-rua o nga pepa ka whai hua mo te hoahoa ahua, mo te whanaketanga kakahu atamai ranei.
Pepa raranga-a-rua, he pepa rairai me nga kaha hoahoa whakawhanui.(A) Ko nga panui wicker ara-rua kua herea hei hanga i te piko-a-rua.(B) Ko nga panui wicker ara-rua kua herea takitahi ka whakaputa i te ngawari me te whakaroa.(C) Pepa kaiaka tino rarapa, ka rite ki nga momo kopiko o te mata me te hanga i nga hanganga tubular.(D) te whakawehenga o te raina waenga o te hanganga torotoro whakawhanui e hanga ana i te ahua parabolic hyperbolic (kirikiri riwai).
I honoa e matou nga koropiko e rua o te rarangi o runga me te rarangi o raro o te waahanga tuitui me te miro tuitui kia kore ai e wetewete (Whakaahua 7C).No reira, he tino ngawari te rau raranga, he pai te urutau ki nga momo pihi mata, penei i te mata kiri o nga ringaringa me nga ringaringa tangata.I hanga ano e matou he anga ngongo (ringaringa) ma te hono i nga pito o te waahanga kano ki te huarahi haere.He pai te takai o te ringaringa ki te maihao o te tangata (Whakaahua 7C).Ko te kino o te papanga raranga he tino pai me te rerekee, he ngawari ki te whakamahi i roto i nga kakahu maamaa (he karapu, karekau whakakoi), he whakamarie (ma te pai) me te hua rongoa (ma te kopiri).
I tua atu i te roha radial 2D i roto i nga huarahi maha, ka taea hoki te whakarite i nga rau raranga porohita hei hanga hanganga 3D.I whakawhäitihia e mätou te raina o waenganui o te whiri porowhita me te miro kiriaku hei whakararu i tana roha rara rite.Ko te mutunga mai, ka huri te ahua papatahi taketake o te pepa raranga porowhita ki te ahua parabolic hyperbolic (he maramara riwai ranei) i muri i te pehanga (Fig. 7D).Ka taea te whakamahi i tenei kaha ki te huri i te ahua hei huarahi hiki, he arotahi whatu, he waewae karetao pūkoro, he whaihua ranei mo te hoahoa ahua me nga robots bionic.
Kua whakawhanakehia e matou he tikanga ngawari mo te hanga puku whiri ma te whakapiri i te AMF ki runga i te papanga papanga kore-totoro (Whakaahua 3).Ka whakamahia e matou tenei ariā ki te hanga i nga miro ka taea te whakarite kia taea ai e matou te tohatoha rautaki maha nga waahanga hohe me nga waahanga wahangu i roto i te AMF kotahi hei hanga ahua e hiahiatia ana.E wha nga kakawaea kaha i hanga e matou ka taea te whakarereke i te ahua mai i te tika ki te reta (UNSW) i te pikinga o te pehanga (Whakaahua S4).Ma tenei tikanga ngawari ka taea e te AMF te whakarereke i nga raina 1D ki nga ahua 2D, me nga hanganga 3D pea.
I roto i te huarahi rite, i whakamahia e matou he AMF kotahi ki te whirihora ano i tetahi wahi o te kiko noa hāngū ki te tetrapod hohe (Fig. 8A).He rite nga ariā ararere me te kaupapa ki era e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3C.Heoi, hei utu mo nga pepa tapawha, ka timata ratou ki te whakamahi papanga me te tauira tapawha (honu, miro muslin).Na reira, he roa ake nga waewae, ka taea te whakaneke ake i te hanganga.Ka piki haere te teitei o te hanganga i raro i te pehanga kia noho tika ona waewae ki te whenua.Mena ka piki tonu te pehanga o roto, ka totohu nga waewae ki roto, ka heke te teitei o te hanganga.Ka taea e nga Tetrapods te mahi hikoi mena ka mau o ratou waewae ki nga tauira kotahi, ka whakamahi ranei i nga AMF maha me nga rautaki whakanekeneke.E hiahiatia ana nga karetao ngawari mo te maha o nga mahi, tae atu ki te whakaora mai i nga ahi ahi, nga whare kua pakaru, nga taiao morearea ranei, me nga miihini tuku rongoa rongoa.
Ka whirihora ano te papanga ki te hanga i nga hanga hanga-huri.(A) Whakapirihia te AMF ki te taitapa o te pepa papanga hāngū, ka huri hei hanganga waewae e wha.(BD) E rua atu ano nga tauira o te whirihora ano i te kiko, ka huri i nga rerehua me nga puawai kia noho kaha.Te papanga kore-totoro: miro miro muslin.
Ka whai hua ano matou i te ngawari me te whai kiko o tenei tikanga whirihora ano i te kiko ma te whakauru i etahi atu hanganga koiora hei hanga hou (Whakaahua 8B-D).Ma te AMF ka taea te huri, ka whirihora ano enei anga hanga-whakaahua mai i nga rau kiko hāngū ki nga hanganga hohe me te urungi.I whakaaweahia e te pūrerehua monarch, i hanga e matou he hanga pūrerehua e huri ana ma te whakamahi i tetahi papanga ahua-rererehua (kotono muslin) me tetahi wahi roa o te AMF e mau ana i raro i ona parirau.I te wa e pehia ana te AMF, ka piu nga parirau.Pērā i te Monarch Butterfly, he rite tonu nga parirau maui me te matau o te Butterfly Robot na te mea kei te whakahaeretia raua e te AMF.Ko nga papa rekereke hei whakaatu anake.Kaore e taea te rere penei i te Manu Smart (Festo Corp., USA).I hanga ano e matou he puawai papanga (Whakaahua 8D) e rua nga paparanga e rima nga puapua ia ia.I whakanohoia e matou te AMF ki raro i ia paparanga i muri i te taha o waho o nga puapua.I te timatanga, kua pua katoa nga puawai, kua puare katoa nga puapua.I raro i te pehanga, ka huri te AMF ki te piko o nga puapua, ka kati.Ko nga AMF e rua e whakahaere takitahi ana i te neke o nga paparanga e rua, i te wa ano ka whiri nga puapua e rima o te paparanga kotahi.