Video: Gekkoer er rå på familieplanlegging (Oktober 2024)
Da romløpet i den kalde krigen ble startet på 1950-tallet, var det ingen som tenkte på det fremtidige søppelproblemet. Men nå er det mer enn 21 000 stykker orbital rusk i jordens bane, inkludert en voksende klynge i geosynkron bane der mange verdifulle satellitter er, i nærheten av Den internasjonale romstasjonen i lav-jord bane.
I 2009 var det en tilfeldig kollisjon som tok ut en kommunikasjonssatellitt, og situasjonen blir bare verre. Det er til og med en inter-byråds koordineringskomité for romfusk, med aktiv deltakelse fra en rekke nasjoners romprogrammer, inkludert USA, India, Tyskland, Russland, Korea og Kina.
Dr. Aaron Parness, gruppeleder for robotikk ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, har en løsning. Teamet hans bygde et forankringssystem som renser opp de kasserte rakettkroppene og satellittene som ikke er operative. Den interessante delen? Den er modellert på en gekko (ja, dyret med klissete føtter).
"Så jeg begynte å forske på å lage syntetiske versjoner av disse hårene og bruke dem på robotene våre for å muliggjøre vertikal klatring, " fortsatte han. "Da jeg kom til JPL, begynte jeg å tenke på mikrogravitet null tyngdekraft, som er mye mer et klatreproblem enn et gangproblem. Hvis du ikke henger på overflaten du faller av, flyter du bort i det ytre rom."
Disse syntetiske hårene, eller "stilker", er en forenklet versjon av de på en ekte fot av gecko; kileformet med en skrå, soppformet hette (bildet over). Når gripeputen berører en del av en gjenstand, er det bare hårets spisser som kommer i kontakt med den overflaten. Tettheten slås av og på, avhengig av retningen på hårene når som helst.
Den midlertidige klebemidlet forklares av Van der Waals Forces (oppkalt etter nobelprisvinnende fysiker Johannes Diderik van der Waals), der elektroner som kretser rundt atomkjerne ikke er jevnt fordelt, noe som skaper en liten elektrisk ladning og genererer styrken. Det påføres kraft, noe som øker kontaktområdet mellom "stilkene" og overflaten, noe som gir større vedheft. Når kraften er avslappet, pingler "stilkene" seg tilbake i stående stilling, og klissheten blir slått av.
Griperen kommer til å være mest nyttig når den er festet til robotenheter som slutteffektører (hender) for å delta i mennesker / robot-samarbeidsteam i verdensrommet.
"Astronauter har mange begrensninger i miljøet de jobber i, " forklarte Parness. "De har for eksempel hansker under trykk, så deres fingerferdighet er ikke hva det kan være. Så det er viktig å få roboter til å hjelpe dem med å være effektive. Gripeteknologien vår kan brukes av en krypende robot som beveger seg langs utsiden av den internasjonale romstasjonen. å utføre rutinemessige inspeksjoner, rengjøringsoppgaver, sjekke utstyr, slik at mennesket ikke trenger å passe opp og gå ut der før roboten finner et alvorlig problem."
Det hele fungerer nydelig i null tyngdekraft. Griperne er vellykket testet på JPL på over 30 vanlige materialer brukt på romfartøy, og har også blitt testet inne i et termisk vakuumkammer ved temperaturer på minus 76 grader Fahrenheit for å simulere romforholdene. De gikk også opp i en testflyging gjennom Flight Opportunity-programmet til NASAs direktorat for romteknologimisjon.
"Vi testet i NASAs mikrogravitetsfly og ingen kastet opp, noe som var en lettelse, fordi det har et rykte for å gi mennesker bevegelsessyke, " sa Parness. "Vi demo griperne i flere oppdragsscenarier, som å samle rusk og på en robot som inspiserte en satellitt for vedlikehold. Vi hadde en flytende kube som var 10 kg med forskjellige strukturerte overflater som vanligvis brukes på romfartøy, og vi var i stand til å ta tak i den, manipulere den, og slipp det akkurat som du kan ta et stykke rusk, trekke det ned og slipp det for å brenne opp når du kommer inn i Jordens atmosfære. Den vanskeligste delen var å få det flytende rusk og operatøren til å være på samme sted på samme tid, i så fall er en robot bedre enn et menneske."
Sjekk dem ut i aksjon i videoen nedenfor.
