Ventușele de caracatiță inspiră noi tehnologii pentru prinderea obiectelor sub apă

În ultimii câțiva ani, oamenii de știință de la Virginia Tech au căutat inspirație spre caracatiță pentru a proiecta tehnologii care pot prinde mai bine o mare varietate de obiecte în medii subacvatice. Cea mai recentă descoperire a acestora este un adeziv special comutabil, modelat după forma ventuzelor animalului, potrivit unei noi lucrări publicate în revista Advanced Science.

„Sunt fascinat de modul în care o caracatiță într-un moment poate ține ceva puternic, apoi îl eliberează instantaneu. Face acest lucru sub apă, pe obiecte care sunt aspre, curbe și neregulate – asta este o ispravă.” a spus coautorul și liderul grupului de cercetare Michael Bartlett. „Suntem acum mai aproape ca niciodată de a reproduce capacitatea incredibilă a unei caracatițe de a prinde și de a manipula obiecte cu precizie, deschizând noi posibilități de explorare și manipulare a mediilor umede sau subacvatice.”

Ca raportate anteriorexistă mai multe exemple în natură de modalități eficiente de a se prinde de obiecte în medii subacvatice, conform autorilor. Midiile, de exemplu, secretă proteine ​​adezive pentru a se atașa de suprafețele umede, în timp ce broaștele au plăcuțe structurate în mod unic care creează forțe capilare și hidrodinamice pentru aderență. Dar cefalopodele precum caracatița au un avantaj suplimentar: aderența furnizată de clemele lor poate fi inversată rapid și ușor, astfel încât creaturile se pot adapta la condițiile în schimbare, atașându-se de suprafețe umede și uscate.

Din punct de vedere al ingineriei mecanice, caracatița are un sistem activ, acţionat de presiune, pentru aderenţă. Marginea exterioară largă a ventuzei creează o etanșare cu obiectul printr-o diferență de presiune între cameră și mediul înconjurător. Apoi mușchii (care servesc ca dispozitive de acționare) se contractă și relaxează zona cucupată din spatele jantei pentru a adăuga sau elibera presiunea după cum este necesar.

Au existat mai multe încercări de a imita cefalopodele atunci când se proiectează prinderi robotice moi, de exemplu. În 2022, Bartlett și colegii săi au vrut să facă un pas mai departe și să recreeze nu doar aderența comutabilă, ci și detectarea și controlul integrat. Rezultatul a fost Octa-Gloveun sistem purtabil pentru prinderea obiectelor subacvatice care imita brațul unei caracatițe.

Îmbunătățirea Octa-Glove

Pentru aderență, au proiectat tulpini de silicon acoperite cu o membrană controlată pneumatic, imitând structura ventuzelor de caracatiță. Aceste elemente adezive au fost apoi integrate cu o serie de senzori optici de proximitate LIDAR și un micro-control pentru detectarea în timp real a obiectelor. Când senzorii detectează un obiect, aderența se activează, mimând sistemele nervoase și musculare ale caracatiței. Echipa a folosit o mănușă de neopren ca bază pentru mănușa purtabilă, încorporând elementele adezive și senzorii în fiecare deget, cu tuburi pneumatice flexibile introduse la baza elementelor adezive.