Gecko Tech: การประดิษฐ์ช่วยให้ผนังกั้นคน

{h1}

สิ่งประดิษฐ์ใหม่ที่ได้แรงบันดาลใจจากความแข็งแรงของตุ๊กแกเท้าวันหนึ่งจะช่วยให้ผู้คนไต่กำแพง

เช่นเดียวกับตึกระฟ้าที่ปรับขนาด Spider-Man ผู้คนอาจปีนกำแพงแก้วด้วยความช่วยเหลือของสิ่งประดิษฐ์ที่ได้แรงบันดาลใจจากตุ๊กแก

นอกเหนือจากอุปกรณ์ล้ำสมัยที่ทหารและสายลับใช้เพื่อปีนกำแพงนักวิจัยแนะนำว่าสิ่งประดิษฐ์ใหม่ของพวกเขาอาจนำไปสู่รองเท้าบูทที่ช่วยให้นักบินอวกาศทำ spacewalks และอุปกรณ์จับยึดเชิงกลที่ขัดขวางเศษซากในวงโคจร

สิ่งประดิษฐ์นี้ได้แรงบันดาลใจมาจากตุ๊กแกเท้า สัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้สามารถไต่กำแพงตามแนวตั้งและแขวนคว่ำได้เนื่องจากนิ้วเท้าอวบอ้วนของพวกเขาถูกปกคลุมด้วยขนแปรงขนาดเล็กหลายร้อยตัวที่เรียกว่าเซแทซึ่งสร้างแรงไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เรียกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์ [Biomimicry: 7 เคลฟเวอร์เทคโนโลยีที่ได้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ]

ศาสตร์แห่งความหนืด

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าตุ๊กแกเหนียวทำงานได้นานกว่าทศวรรษที่แล้วและตั้งแต่นั้นมานักวิจัยได้พัฒนากาวสังเคราะห์หลายชนิดที่มีคุณสมบัติของตุ๊กแกเช่นการใช้ซ้ำ ความก้าวหน้าบนพื้นฐานของเทคโนโลยีดังกล่าวรวมถึงกาวทางการแพทย์ที่สามารถปิดแผลได้

แต่ปัญหาหนึ่งที่ทั้งตุ๊กแกจริงและหน้าวัสดุสังเคราะห์คือพวกเขาไม่สามารถรับน้ำหนักได้มากเท่ากับที่เราคาดการณ์จากพื้นผิวกาวทั้งหมด ตัวอย่างเช่นเครื่องจักรที่รู้จักกันในชื่อ Stickybot ซึ่งสร้างโดยนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดมีกาวตุ๊กแกพอที่จะรองรับน้ำหนัก 11 ปอนด์ (5 กิโลกรัม) แต่ในทางปฏิบัติเครื่องสามารถรองรับน้ำหนักได้เพียงหนึ่งในสิบ

“ เราสังเกตว่าอุปกรณ์ของเราไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและวิศวกรเกลียดสิ่งที่ไม่มีประสิทธิภาพ” เอลเลียตฮอว์คส์หัวหน้าวิศวกรการศึกษาของสแตนฟอร์ดกล่าว

ตอนนี้ฮอว์คและเพื่อนร่วมงานของเขาได้เอาชนะธรรมชาติด้วยอุปกรณ์ตุ๊กแกที่ได้แรงบันดาลใจใหม่ ๆ ที่พวกเขาเคยปีนกำแพงแก้ว อุปกรณ์มีขนาดประมาณมือมนุษย์ แต่ยังแข็งแรงพอที่จะรองรับน้ำหนักของบุคคล

ในทางกลับกันหากมีใครลองปีนกำแพงด้วยเท้าตุ๊กแกตัวจริงนักปีนเขาที่มีน้ำหนักประมาณ 155 ปอนด์ (70 กก.) จะต้องมีพื้นผิวที่เหนียวอย่างน้อย 186 ตารางนิ้ว (1,200 ตารางเซนติเมตร) ที่มีขนาดใหญ่ ในการเปรียบเทียบไม้เทนนิสที่ทันสมัยมีพื้นที่ประมาณ 105 ตารางนิ้ว (675 ตารางเซนติเมตร)

มันทำงานอย่างไร

อุปกรณ์ประกอบด้วยสองแผ่นที่นักปีนเขาถือ แต่ละแผ่นถูกปกคลุมด้วยกระเบื้อง 24 แผ่นแต่ละแผ่นมีขนาดประมาณ 1 ตารางนิ้ว (6.4 ตารางซม.) หรือมีขนาดใหญ่เท่ากับตราประทับไปรษณีย์ กระเบื้องแต่ละแผ่นถูกปกคลุมไปด้วยขนยางซิลิโคนขนาดเล็กสูงประมาณ 100 ไมครอนหรือสูงเท่าเส้นผมมนุษย์โดยทั่วไปที่มีความกว้าง

แต่ละกระเบื้องเชื่อมต่อกับส่วนที่เหลือของอุปกรณ์โดยสายเอ็นที่ปลายในฤดูใบไม้ผลิที่ทำจากโลหะผสมที่รู้จักกันในชื่อนิทินอล ซึ่งแตกต่างจากสปริงส่วนใหญ่ที่แข็งตัวเมื่อยืดออกสปริงนิทินอลจะแข็งน้อยลงเมื่อยืดออก

ด้วยการจัดเรียงเอ็นอย่างชาญฉลาดนักวิจัยทำให้มั่นใจว่าน้ำหนักของนักปีนเขาได้รับการแพร่กระจายอย่างเท่าเทียมกันในแต่ละกระเบื้อง

“ ฉันเป็นนักไต่เขาในการทดสอบ” ฮอว์คส์กล่าว “ นั่นเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่งที่จะสามารถปีนขึ้นไปบนกระจกรู้สึกได้ถึงความมหัศจรรย์เล็กน้อย - มันให้ความรู้สึกเหมือนว่าคุณกำลังติดอุปกรณ์นี้บนพื้นผิวที่เรียบเรียบอย่างสมบูรณ์แบบ [ข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์หรือนิยาย? ความน่าเชื่อถือของ 10 Sci-Fi Concepts]

ตุ๊กแกจริงและอุปกรณ์ตุ๊กแกสังเคราะห์ก่อนหน้านี้กระจายน้ำหนักในลักษณะที่แผ่นแปะกาวบางตัวรองรับน้ำหนักได้มากกว่าเพื่อนบ้าน Mark Cutkosky วิศวกรเครื่องกลแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่า“ เมื่อกระเบื้องน้ำหนักมากเกินไปมันจะล้มเหลวและจากนั้นเพื่อนบ้านจะล้มเหลวและความล้มเหลวดังกล่าวจะแพร่กระจายเหมือนหิมะถล่ม

อุปกรณ์ใหม่รองรับคันเหยียบที่นักปีนเขาวางไว้ด้วยวิธีนี้น้ำหนักของนักไต่เขาจะถูกดึงลงบนแผ่นกาวและไม่ได้อยู่บนแขนของนักปีน “ มันให้ความรู้สึกเหมือนเป็นบันไดที่สามารถเคลื่อนย้ายได้เหมือนกับที่ฉันวางขั้นตอนใหม่ในแต่ละขั้นตอน” ฮอว์คส์กล่าว

“ เพื่อติดกาวบนพื้นผิวคุณเพียงแค่เหยียบพื้นผิวและยกมันขึ้นมาคุณเพียงแค่เอาน้ำหนักของคุณออกจากพื้นผิว” Eric Eason ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่าสแตนฟอร์ด

ฮอว์คส์ไม่ปีนขึ้นไปเป็นงานอดิเรกหรืออาชีพ “ ฉันต้องการออกแบบระบบที่บุคคลทั่วไปสามารถใช้งานได้” เขากล่าว

เทคโนโลยีที่ได้แรงบันดาลใจจากตุ๊กแก

ในเดือนมิถุนายนนักวิจัยของกระทรวงกลาโหมสหรัฐได้รายงานการพัฒนาชุดอุปกรณ์พกพาที่ได้แรงบันดาลใจจากตุ๊กแกซึ่งสามารถรองรับน้ำหนัก 218 ปอนด์ได้ (99 กิโลกรัม) ชายน้ำหนัก 50 ปอนด์ (23 กก.) แพ็คในขณะที่เขาไต่กำแพงกระจกสูง 25 ฟุต (7.6 เมตร) อย่างไรก็ตามไม้พายเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าอุปกรณ์ใหม่ที่ Hawkes และเพื่อนร่วมงานของเขาพัฒนาขึ้น

ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังหาวิธีใช้แถบกาวเพื่อดักเศษขยะในอวกาศ เศษโคจรสามารถทำให้เกิดความเสียหายมากมายโดยกระแทกยานอวกาศนักบินอวกาศและดาวเทียมด้วยความเร็วที่เร็วกว่ากระสุน แม่เหล็กจะไม่สามารถจับขยะในอวกาศได้เป็นอย่างดีเพราะโครงสร้างหลายอย่างในอวกาศนั้นทำจากวัสดุที่ดีที่สุดซึ่งมีการดึงดูดอย่างอ่อนจากสนามแม่เหล็ก ถ้วยดูดนั้นคล้ายกันไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ทำงานได้เพราะมันทำงานได้ในอากาศไม่ใช่ในสุญญากาศของอวกาศและกาวอื่น ๆ อีกมากมายจะแข็งตัวและแตกในที่เย็น

“ เรากำลังทำงานในโครงการเพื่อสร้างดาวเทียม“ รถบรรทุกขยะ” ที่สามารถคว้าขยะอวกาศและนำมันออกไปยังวงโคจรสุสานหรือสู่บรรยากาศที่สามารถเผาไหม้ได้” Hawkes กล่าว

แอปพลิเคชันที่ใกล้ชิดกับโลกมากขึ้นอาจรวมถึงหุ่นยนต์ที่ผลิตเพื่อจับแผ่นกระจกแผงโซลาร์เซลล์และหน้าจอวิดีโอ เทคโนโลยีนี้ยังสามารถใช้ในการพัฒนาหุ่นยนต์ปีนเขา“ เพื่อตรวจสอบหรือทำความสะอาดหน้าต่าง” อีสันกล่าว แผ่นแปะยังสามารถช่วยโดรนหุ่นยนต์บินที่เกาะบนหน้าต่าง Hawkes กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่ค้นพบทางออนไลน์เมื่อวันที่ 18 พ.ย. ในวารสารอินเตอร์เฟส

ติดตามวิทยาศาสตร์สด @wordssidekick, Facebook. บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด


อาหารเสริมวิดีโอ: Oliver Heldens - Gecko (Original Mix).




การวิจัย


Microwaved Grapes Spit Plasma และนักวิทยาศาสตร์ในที่สุดก็รู้ว่าทำไม
Microwaved Grapes Spit Plasma และนักวิทยาศาสตร์ในที่สุดก็รู้ว่าทำไม

ลอยในบรรยากาศชั้นบนของโลกด้วยลูกโป่งความสูง
ลอยในบรรยากาศชั้นบนของโลกด้วยลูกโป่งความสูง

ข่าววิทยาศาสตร์


รูปปั้นโบราณของกษัตริย์นูเบียที่พบในวัดแม่น้ำไนล์
รูปปั้นโบราณของกษัตริย์นูเบียที่พบในวัดแม่น้ำไนล์

Penguins ยึดครองนิวซีแลนด์ได้อย่างรวดเร็วหลังจากมนุษย์กินสัตว์คู่แข่ง
Penguins ยึดครองนิวซีแลนด์ได้อย่างรวดเร็วหลังจากมนุษย์กินสัตว์คู่แข่ง

ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ที่พบในฟองน้ำ
ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ที่พบในฟองน้ำ

แผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดของญี่ปุ่น
แผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดของญี่ปุ่น

Papero หุ่นยนต์พี่เลี้ยงคนใหม่
Papero หุ่นยนต์พี่เลี้ยงคนใหม่


TH.WordsSideKick.com
สงวนลิขสิทธิ์!
การสืบพันธุ์ของวัสดุใด ๆ ที่ได้รับอนุญาต เพียง Prostanovkoy เชื่อมโยงไปยังเว็บไซต์ TH.WordsSideKick.com

© 2005–2020 TH.WordsSideKick.com