증발 할 때의 에너지 흐름에 의존하고 움직입니다
파리 지옥과 같은 식충 식물의 움직이는 방법에 착안하여 모터와 배터리 없이도 스스로 움직일 물질이 개발되었다. 이 물질은 환경에서 나오는 에너지의 흐름에만 의존하여 빠르게 움직 인 후에 다시 원래의 모양으로 돌아 가기 동작을 반복 할 수있다.
이 물질은 외부 동력원없이 자신의 에너지만으로 달릴 수있는 미래의 군사용 로봇에 사용할 수 있다는 점에서 주목을 받고 있습니다. 미국 육군 전투력 발전 사령부 무장 센터 (DEVCOM)의 자금 지원을받은이 연구 결과는 재료 분야의 국제 학술지 '네이처 머티리얼 스'최신호에 발표되었다.
미국 매사추세츠 · 아마스토 대학 (UMassAmherst)의 연구진은 젤 조각이 마르는 현상을 관찰하는 일상적인 실험에서 이상한 현상을 발견했다. 길고 탄력있는 젤 조각이 증발에 의해 내부의 액체를 잃었을 때 스스로 움직인다는 사실을 밝혀냈다 것이다. 그 움직임은 거의 늦었 습니다만, 때로는 매우 빠른 속도로 진행되었다.
스냅 불안정성이라는 빠른 움직임은 내부의 액체가 때때로 일정한 수준에 도달했을 때 일어난 것입니다. 스프링과 빗장을 결합하는 하나의 방법이다 스냅 불안정성은 고무총과 같은 장난감은 물론 소형 로봇 및 기타 장치에서도 빠른 움직임을 만들어내는 데 많이 사용되고있다.
스스로 계단을 오르는 작업도 가능합니다
그러나 이러한 장치가 움직이는 유지하기 위해서는 모터와 사람의 손길이 필요합니다. 그러나 이번 발견으로 모터 나 외부 전원을 필요로하지 않는 다양한 장치를 개발할 수있게되었습니다.
연구진은 젤 조각이 건조 과정의 물리학을 학습 한 후 예상되는 방식으로 반응 할 가능성이 가장 높고, 모터가 다시 설정하지 않아도 반복 움직이는 방식을 찾기 위해 다양한 형태의 젤 조각을 만들었습니다. 그 결과, 특정 형태의 젤 조각은 스스로 계단 같은 작업도 해낼 것으로 나타났다 "
매사추세츠 대학 고분자 공학과 알 크로스비 (Al Crosby) 교수는 "이번 연구는 증발하는 환경과의 상호 작용을 통해 재료가 강력한 움직임을 생성하는 방법을 보여줍니다, 특히 모터와 배터리 다른 에너지를 사용하기 어려운 매우 작은 로봇의 설계에 중요하게 사용될 가능성이있다 "고 말했다.
이번 연구는 얼 크로스비 교수를 비롯해 크로스비 교수 연구실의 대학원생 인 김영진, 그리고 방문 학생 연구원 인 네덜란드 델프트 대학의 제이 반덴버그 씨가 참여했습니다.
근육이없는 파리 지옥에서도 빠르게 움직입니다.
동식물 중에서도 특히 작은 일부 생물의 경우 스프링이나 걸쇠처럼 작동하는 특별한 부분을 통해 근육이 많은 동물보다 훨씬 빠르게 움직이거나한다. 식충 식물 파리 지옥과 거대한 가위 같은 턱에서 다른 개미를 포함한 모든 곤충을 포식하는 육식성 개미 하사미아리이 그 예입니다.
파리지옥의 경우 뇌와 근육이 없기 때문에 기계적이고 화학적 인 일련의 과정에 따라, 빠른 움직임에서 파리 같은 곤충을 잡아합니다.
이번 연구는 미국 듀크 대학 생물학과 쉴라 파텍 교수가 이끄는 다 학제 연구 프로젝트의 일부라고한다. 이 프로젝트는 빠르게 움직이는 생물 유기체와 유사한 메커니즘을 발견하고 새로운 공학 장치의 개발에 연결하는 것을 목표로합니다.
이 프로젝트에 자금을 지원 한 DEVCOM 랄프 앤 틸리 엔 박사는 "이번 발견은 미국 육군과 국방부의 미래 활동 및 관련 시스템에 수많은 응용 프로그램을 제공 할 것으로 보인다"고 밝혔다.
이번에 새롭게 발견 된 젤 조각은 몇 년 전에 애벌레에서 영감을 얻어 제작 된 로봇과 매우 비슷합니다. 이 로봇은 외부의 빛에 반응하여 포복 애벌레의 움직임을 흉내. 이러한 기계는 전원과 모터를 탑재 할 필요가 없기 때문에 소형으로 제작 된 특별한 작업을 수행 할 수 있다는 장점을 가진다.
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