Bagaimana tokek dapat meningkatkan perjalanan ruang

Apabila Race Space era Perang Dingin bermula pada tahun 1950-an, tiada siapa yang benar-benar berfikir tentang masalah sampah masa depan. Tetapi kini terdapat lebih daripada 21, 000 helai serpihan orbit di orbit Bumi, termasuk gugusan yang semakin meningkat di orbit geosynchronous di mana banyak satelit berharga, serta berhampiran Stesen Angkasa Antarabangsa di orbit bumi rendah.

Pada tahun 2009, terdapat perlanggaran yang tidak sengaja yang mengeluarkan satelit komunikasi dan keadaan semakin buruk. Terdapat juga Jawatankuasa Penyelarasan Serangan Angkasa Antara Agensi, dengan penyertaan aktif dari beberapa program ruang negara termasuk AS, India, Jerman, Rusia, Korea, dan China.

Dr Aaron Parness, Pemimpin Robotics Group di Makmal Propulsion Jet NASA, mempunyai penyelesaian. Pasukannya membina sistem penambat yang membersihkan badan roket yang dibuang dan satelit tidak beroperasi. Bahagian yang menarik? Ia dimodelkan pada tokek (ya, haiwan dengan kaki melekit).

Parness memulakan penyelidikan ini ketika dia tiba di Stanford untuk sekolah siswazah. "Pada asalnya kami memikirkan robot pendakian dinding, jadi saya berminat untuk memberi mereka mobiliti yang lebih canggih, " kata Parness kepada PCMag. "Saat itulah saya berpaling kepada dunia semulajadi untuk inspirasi, Geckos adalah pendaki terbaik di dunia, mereka dapat menggantung seluruh berat badan mereka dari satu kaki dan cara mereka dapat melakukan ini menggunakan struktur mikro yang luar biasa itu: banyak rambut kecil yang kecil."

"Jadi, saya mula membuat penyelidikan untuk mencipta versi sintetik rambut dan memohon mereka untuk robot kami untuk mendaki mendatar, " katanya. "Apabila saya sampai ke JPL, saya mula berfikir tentang graviti sifar graviti, yang lebih banyak daripada masalah pendakian daripada masalah berjalan. Jika anda tidak menggantung ke permukaan anda jatuh-anda terapung ke luar angkasa."

Rambut-rambut sintetik ini, atau "tangkai, " adalah versi mudah dari orang-orang di kaki gecko sebenar; berbentuk baji dengan topi berbentuk cendawan yang miring (digambarkan di atas). Apabila pad menggenggam ringan menyentuh sebahagian objek, hanya tip-tip rambut yang membuat sentuhan dengan permukaan itu. Keterlaluan berpaling dan mematikan, bergantung kepada arah rambut pada satu-satu masa.

Pengekosan sementara dijelaskan oleh Angkatan Van der Waals (dinamakan untuk ahli fizik pemenang Hadiah Nobel Johannes Diderik van der Waals), di mana elektron yang mengorbit inti atom tidak sama rata, mencipta cas elektrik kecil dan menghasilkan daya. Tentera digunakan, meningkatkan kawasan hubungan antara "tangkai" dan permukaan, memberikan lekatan yang lebih besar. Apabila daya rileks, "tangkai" ping kembali ke kedudukan tegak, dan kelenturan dimatikan.

Alat pencukur akan menjadi paling berguna apabila dilampirkan pada unit robot sebagai pengesan akhir (tangan) untuk menyertai pasukan kolaborasi manusia / robot di ruang angkasa.

"Angkasawan mempunyai banyak kekangan dalam persekitaran yang mereka kerjakan, " jelas Parness. "Mereka mempunyai sarung tangan bertekanan, contohnya, supaya ketangkasan mereka bukan apa yang boleh, jadi mendapatkan robot untuk membantu mereka menjadi sangat berkesan. Teknologi gripper kami boleh digunakan oleh robot merangkak bergerak di luar Stesen Angkasa Antarabangsa untuk melakukan pemeriksaan rutin, tugas pembersihan, peralatan pemeriksaan, supaya manusia tidak perlu menyesuaikan diri dan pergi ke sana sehingga robot mendapat masalah yang serius."

Ia berfungsi dengan baik dalam graviti sifar. Grippers telah berjaya diuji di JPL pada lebih daripada 30 bahan biasa yang digunakan pada kapal angkasa, dan juga telah diuji di dalam ruang vakum terma pada suhu 76 darjah Fahrenheit untuk mensimulasikan keadaan ruang. Mereka juga naik dalam penerbangan ujian menerusi Program Peluang Penerbangan Direktorat Misi Teknologi Angkasa NASA.

"Kami menguji pesawat terbang NASA dan tiada siapa yang melemparkannya, yang merupakan kelegaan, kerana ia mempunyai reputasi untuk memberi manusia gerakan bergerak, " kata Parness. "Kami membincangkan grippers dalam beberapa senario misi, seperti mengumpulkan puing-puing dan robot yang memeriksa satelit untuk penyelenggaraan. Kami mempunyai kiub terapung yang 10kg dengan permukaan bertekstur yang biasa digunakan pada kapal angkasa dan kami mampu merebutnya, memanipulasinya, dan lepaskannya sama seperti anda boleh merampas serpihan, menundukkannya, dan melepaskannya untuk membakar apabila memasuki atmosfera bumi. Bahagian yang paling sukar adalah serpihan terapung dan pengendali berada di tempat yang sama pada masa yang sama, dalam hal ini robot lebih baik daripada manusia."

Semak mereka dalam tindakan dalam video di bawah.