Maye ilə idarə olunan süni əzələ liflərindən istifadə edən ağıllı tekstil

Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir.Eyni anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Sonrakı düymələrindən istifadə edin və ya bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürüşmə düymələrindən istifadə edin.
Ağıllı tekstil yaratmaq üçün toxuculuq və süni əzələlərin birləşdirilməsi həm elmi, həm də sənaye ictimaiyyətinin böyük diqqətini cəlb edir.Ağıllı toxuculuqlar bir çox üstünlüklər təklif edir, o cümlədən uyğunlaşma rahatlığı və obyektlərə yüksək dərəcədə uyğunluq, eyni zamanda istənilən hərəkət və güc üçün aktiv hərəkəti təmin edir.Bu məqalə, maye ilə idarə olunan süni əzələ liflərinin toxuması, toxunması və yapışdırılmasının müxtəlif üsullarından istifadə etməklə hazırlanmış proqramlaşdırıla bilən ağıllı parçaların yeni sinfini təqdim edir.Trikotaj və toxunmuş toxuculuq vərəqlərinin uzanma qüvvəsinin nisbətini təsvir etmək üçün riyazi model hazırlanmış və sonra onun etibarlılığı eksperimental olaraq yoxlanılmışdır.Yeni “ağıllı” tekstil yüksək çeviklik, uyğunluq və mexaniki proqramlaşdırma xüsusiyyətləri ilə daha geniş tətbiqlər üçün multimodal hərəkət və deformasiya imkanlarına imkan verir.Uzatma (65%-ə qədər), sahənin genişlənməsi (108%), radial genişlənmə (25%) və əyilmə hərəkəti kimi müxtəlif forma dəyişikliyi halları da daxil olmaqla, eksperimental yoxlama yolu ilə müxtəlif ağıllı tekstil prototipləri yaradılmışdır.Biomimetik formalaşdırma strukturları üçün passiv ənənəvi toxumaların aktiv strukturlara yenidən konfiqurasiyası konsepsiyası da araşdırılır.Təklif olunan ağıllı tekstillərin ağıllı geyilə bilən cihazların, haptik sistemlərin, biomimetik yumşaq robotların və geyilə bilən elektronikanın inkişafını asanlaşdıracağı gözlənilir.
Sərt robotlar strukturlaşdırılmış mühitlərdə işləyərkən effektivdir, lakin onların axtarış və ya kəşfiyyatda istifadəsini məhdudlaşdıran dəyişən mühitlərin naməlum kontekstində problemlər var.Təbiət xarici amillər və müxtəlifliklə mübarizə aparmaq üçün bir çox ixtiraçılıq strategiyaları ilə bizi təəccübləndirməyə davam edir.Məsələn, dırmaşan bitkilərin gövdələri uyğun dayaq axtarışında naməlum mühiti araşdırmaq üçün əyilmə və spiral kimi multimodal hərəkətlər həyata keçirir1.Venera milçək tələsinin (Dionaea muscipula) yarpaqlarında həssas tüklər var ki, onlar işə salındıqda yırtıcı tutmaq üçün yerə yapışırlar2.Son illərdə cisimlərin ikiölçülü (2D) səthlərdən bioloji strukturları təqlid edən üçölçülü (3D) formalara deformasiyası və ya deformasiyası maraqlı tədqiqat mövzusuna çevrilmişdir3,4.Bu yumşaq robot konfiqurasiyaları dəyişən mühitlərə uyğunlaşmaq üçün formasını dəyişir, multimodal hərəkəti təmin edir və mexaniki işləri yerinə yetirmək üçün qüvvələr tətbiq edir.Onların əhatə dairəsi yerləşdirə bilənlər5, yenidən konfiqurasiya edilə bilən və özü-özünə qatlanan robotlar6,7, biotibbi cihazlar8, nəqliyyat vasitələri9,10 və genişləndirilə bilən elektronika11 daxil olmaqla, robototexnika proqramlarının geniş spektrini əhatə etmişdir.
Aktivləşdirildikdə mürəkkəb üçölçülü strukturlara3 çevrilən proqramlaşdırıla bilən düz plitələrin hazırlanması üçün çoxlu tədqiqatlar aparılmışdır3.Deformasiya edilə bilən strukturların yaradılması üçün sadə bir fikir, stimullara məruz qaldıqda bükülən və qırışan müxtəlif materialların təbəqələrini birləşdirməkdir12,13.Canbaz və b.14 və Li et al.15 istiliyə həssas multimodal deformasiyaya uğrayan robotlar yaratmaq üçün bu konsepsiyanı həyata keçirmişdir.Mürəkkəb üçölçülü strukturlar yaratmaq üçün stimula cavab verən elementləri özündə birləşdirən origami əsaslı strukturlardan istifadə edilmişdir16,17,18.Bioloji strukturların morfogenezindən ilhamlanaraq, Emmanuel et al.Forma deformasiya edən elastomerlər təzyiq altında mürəkkəb, ixtiyari üçölçülü formalara çevrilən rezin səthdə hava kanallarını təşkil etməklə yaradılır.
Tekstil və ya parçaların deformasiya edilə bilən yumşaq robotlara inteqrasiyası geniş maraq doğuran başqa bir yeni konseptual layihədir.Tekstil, toxuculuq, toxuculuq, hörmə və ya düyün toxuması kimi toxuculuq üsulları ilə ipdən hazırlanmış yumşaq və elastik materiallardır.Parçaların elastiklik, uyğunluq, elastiklik və nəfəs alma qabiliyyəti daxil olmaqla heyrətamiz xüsusiyyətləri onları geyimdən tutmuş tibbi tətbiqlərə qədər hər şeydə çox məşhur edir20.Tekstilləri robototexnikaya daxil etmək üçün üç geniş yanaşma mövcuddur21.Birinci yanaşma, toxuculuqdan digər komponentlər üçün passiv dayaq və ya əsas kimi istifadə etməkdir.Bu halda, passiv toxuculuqlar sərt komponentləri (mühərriklər, sensorlar, enerji təchizatı) daşıyarkən istifadəçi üçün rahat uyğunluq təmin edir.Əksər yumşaq geyilə bilən robotlar və ya yumşaq ekzoskeletlər bu yanaşmaya aiddir.Məsələn, yerimə vasitələri üçün yumşaq geyilə bilən ekzoskeletlər 22 və dirsəklər üçün köməkçilər 23, 24, 25, əl və barmaqlar üçün yumşaq geyilə bilən əlcəklər 26 və bionik yumşaq robotlar 27.
İkinci yanaşma, yumşaq robot cihazların passiv və məhdud komponentləri kimi tekstildən istifadə etməkdir.Tekstil əsaslı aktuatorlar bu kateqoriyaya aiddir, burada parça adətən daxili şlanq və ya kameranı saxlamaq üçün xarici konteyner kimi tikilir və yumşaq liflə gücləndirilmiş ötürücü yaradır.Xarici pnevmatik və ya hidravlik mənbəyə məruz qaldıqda, bu yumşaq ötürücülər orijinal tərkibi və konfiqurasiyasından asılı olaraq uzanma, əyilmə və ya burulma daxil olmaqla, forma dəyişikliklərinə məruz qalır.Məsələn, Talman et al.Yerişi bərpa etmək üçün plantar fleksiyanı asanlaşdırmaq üçün bir sıra parça ciblərdən ibarət ortopedik ayaq biləyi geyimi təqdim edilmişdir28.Anizotropik hərəkət yaratmaq üçün müxtəlif uzanma qabiliyyətinə malik tekstil təbəqələri birləşdirilə bilər 29 .OmniSkins – müxtəlif yumşaq ötürücülərdən və substrat materiallarından hazırlanmış yumşaq robot dəriləri passiv obyektləri müxtəlif tətbiqlər üçün multimodal hərəkətlər və deformasiyalar həyata keçirə bilən çoxfunksiyalı aktiv robotlara çevirə bilər.Zhu və başqaları.uzanma, əyilmə və müxtəlif deformasiya hərəkətləri yarada bilən maye toxuma əzələ təbəqəsi31 hazırlamışlar.Buckner və başqaları.Fəaliyyət, hissetmə və dəyişən sərtlik kimi bir çox funksiyaları olan robot toxumalar yaratmaq üçün funksional lifləri adi toxumalara birləşdirin32.Bu kateqoriyaya aid digər üsullar bu sənədlərdə 21, 33, 34, 35-də tapıla bilər.
Yumşaq robototexnika sahəsində toxuculuq məhsullarının üstün xüsusiyyətlərindən istifadə etmək üçün son yanaşma, toxuculuq, toxuculuq və toxuculuq üsulları kimi ənənəvi tekstil istehsal üsullarından istifadə edərək ağıllı tekstil məhsulları yaratmaq üçün reaktiv və ya stimullara cavab verən filamentlərdən istifadə etməkdir21,36,37.Materialın tərkibindən asılı olaraq reaktiv iplik elektrik, istilik və ya təzyiq təsirinə məruz qaldıqda forma dəyişikliyinə səbəb olur ki, bu da parçanın deformasiyasına səbəb olur.Ənənəvi toxuculuqların yumşaq robot sistemə inteqrasiya olunduğu bu yanaşmada tekstilin yenidən formalaşdırılması xarici təbəqədə deyil, daxili təbəqədə (iplikdə) baş verir.Beləliklə, ağıllı tekstillər multimodal hərəkət, proqramlaşdırıla bilən deformasiya, uzanma qabiliyyəti və sərtliyi tənzimləmək qabiliyyəti baxımından əla idarəetmə təklif edir.Məsələn, forma yaddaş ərintiləri (SMAs) və forma yaddaş polimerləri (SMPs) həmming38, qırışların aradan qaldırılması36,39, toxunma və toxunma rəyi40,41, eləcə də adaptiv kimi termal stimullaşdırma vasitəsilə formalarını aktiv şəkildə idarə etmək üçün parçalara daxil edilə bilər. geyilə bilən geyim.cihazlar 42.Bununla belə, istilik enerjisinin isitmə və soyutma üçün istifadəsi yavaş reaksiya və çətin soyutma və idarəetmə ilə nəticələnir.Bu yaxınlarda Hiramitsu et al.McKibbenin incə əzələləri43,44, pnevmatik süni əzələlər, toxunma strukturunu dəyişdirərək müxtəlif aktiv tekstil formalarını yaratmaq üçün çözgü ipləri kimi istifadə olunur45.Bu yanaşma yüksək qüvvələr təmin etsə də, McKibben əzələsinin təbiətinə görə onun genişlənmə sürəti məhduddur (<50%) və kiçik ölçüyə nail olmaq mümkün deyil (diametri < 0,9 mm).Bundan əlavə, kəskin künclər tələb edən toxuculuq üsullarından ağıllı tekstil nümunələri yaratmaq çətin olmuşdur.Ağıllı tekstillərin daha geniş çeşidini formalaşdırmaq üçün Maziz et al.Elektroaktiv geyilə bilən tekstil məmulatları elektrohəssas polimer sapların toxunması və toxunması yolu ilə hazırlanmışdır46.
Son illərdə yüksək dərəcədə bükülmüş, ucuz polimer liflərindən tikilmiş yeni bir termohəssas süni əzələ növü meydana çıxdı47,48.Bu liflər ticarətdə mövcuddur və əlverişli qiymətə ağıllı paltarlar istehsal etmək üçün asanlıqla toxuculuq və ya toxuculuqda birləşdirilir.İrəliləyişlərə baxmayaraq, bu yeni istiliyə həssas tekstil məhsulları isitmə və soyutma ehtiyacı (məsələn, temperaturla idarə olunan tekstil) və ya istənilən deformasiyaları və hərəkətləri yaratmaq üçün proqramlaşdırıla bilən mürəkkəb trikotaj və toxunmuş naxışların hazırlanmasının çətinliyi səbəbindən məhdud reaksiya müddətinə malikdir. .Nümunələrə burada təklif etdiyimiz radial genişlənmə, 2D-dən 3D formaya çevrilmə və ya iki istiqamətli genişləndirmə daxildir.
Bu yuxarıda qeyd olunan problemləri aradan qaldırmaq üçün bu məqalə yeni təqdim etdiyimiz yumşaq süni əzələ liflərindən (AMF) hazırlanmış yeni maye ilə idarə olunan ağıllı tekstil təqdim edir49,50,51.AMF-lər yüksək çevikdir, miqyaslana bilir və diametri 0,8 mm və böyük uzunluqlara (ən azı 5000 mm) qədər kiçilə bilər, yüksək aspekt nisbəti (uzunluqdan diametrə), həmçinin yüksək uzanma (ən azı 245%), yüksək enerji təklif edir. səmərəlilik, 20Hz-dən az sürətli cavab).Ağıllı tekstil məhsulları yaratmaq üçün biz toxuculuq və toxuculuq texnikaları vasitəsilə 2D aktiv əzələ təbəqələri yaratmaq üçün AMF-dən aktiv iplik kimi istifadə edirik.Biz bu “ağıllı” toxumaların genişlənmə sürətini və daralma gücünü mayenin həcmi və çatdırılan təzyiq baxımından kəmiyyətcə öyrənmişik.Trikotaj və toxunmuş təbəqələr üçün uzanma qüvvəsi əlaqəsini qurmaq üçün analitik modellər hazırlanmışdır.Biz həmçinin multimodal hərəkət üçün ağıllı tekstil üçün bir neçə mexaniki proqramlaşdırma texnikasını təsvir edirik, o cümlədən iki istiqamətli uzadılma, əyilmə, radial genişlənmə və 2D-dən 3D-ə keçid imkanı.Yanaşmamızın gücünü nümayiş etdirmək üçün biz həmçinin AMF-ni kommersiya parçalara və ya tekstil məhsullarına inteqrasiya edəcəyik ki, onların konfiqurasiyasını müxtəlif deformasiyalara səbəb olan passivdən aktiv strukturlara dəyişdirək.Biz həmçinin bu konsepsiyanı bir neçə eksperimental sınaq skamyasında nümayiş etdirmişik, o cümlədən istədiyiniz hərfləri və forma dəyişdirən bioloji strukturları yaratmaq üçün iplərin proqramlaşdırıla bilən əyilməsi, kəpənəklər, dördayaqlı strukturlar və çiçəklər kimi obyektlərin şəklinə.
Tekstil ipliklər, saplar və liflər kimi bir-birinə toxunmuş bir ölçülü saplardan əmələ gələn çevik iki ölçülü strukturlardır.Tekstil bəşəriyyətin ən qədim texnologiyalarından biridir və rahatlığı, uyğunlaşması, nəfəs alma qabiliyyəti, estetikası və qorunması ilə həyatın bütün sahələrində geniş istifadə olunur.Ağıllı tekstil məhsulları (həmçinin ağıllı paltar və ya robotik parçalar kimi tanınır) robot tətbiqlərində böyük potensiala malik olduğuna görə tədqiqatlarda getdikcə daha çox istifadə olunur20,52.Ağıllı toxuculuqlar insana yumşaq cisimlərlə qarşılıqlı əlaqə təcrübəsini təkmilləşdirməyi vəd edir, xüsusi tapşırıqları yerinə yetirmək üçün nazik, çevik parçanın hərəkəti və qüvvələrinin idarə oluna bildiyi sahədə paradiqma dəyişikliyinə səbəb olur.Bu yazıda biz son AMF49-a əsaslanaraq ağıllı tekstil istehsalına iki yanaşmanı araşdırırıq: (1) ənənəvi tekstil istehsalı texnologiyalarından istifadə edərək smart tekstil yaratmaq üçün AMF-dən aktiv iplik kimi istifadə edin;(2) istədiyiniz hərəkəti və deformasiyanı stimullaşdırmaq üçün AMF-ni birbaşa ənənəvi parçalara daxil edin.
AMF hidravlik enerji ilə təmin etmək üçün daxili silikon borudan və onun radial genişlənməsini məhdudlaşdıran xarici spiral rulondan ibarətdir.Beləliklə, AMF-lər təzyiq tətbiq olunduqda uzununa uzanır və sonradan təzyiq buraxıldıqda ilkin uzunluğuna qayıtmaq üçün büzülmə qüvvələri nümayiş etdirir.Onlar elastiklik, kiçik diametr və uzun uzunluq da daxil olmaqla ənənəvi liflərə bənzər xüsusiyyətlərə malikdirlər.Bununla belə, AİF adi həmkarlarına nisbətən hərəkət və güc baxımından daha fəal və idarə olunur.Ağıllı toxuculuqdakı son sürətli irəliləyişlərdən ilhamlanaraq, biz burada çoxdan formalaşmış parça istehsalı texnologiyasına AMF tətbiq etməklə ağıllı tekstil istehsalına dair dörd əsas yanaşma təqdim edirik (Şəkil 1).
Birinci yol toxuculuqdur.Biz arğacdan toxunma texnologiyasından istifadə edərək, hidravlik işə salındıqda bir istiqamətdə açılan reaktiv trikotaj parça istehsal edirik.Trikotaj çarşaflar çox uzanır və uzanır, lakin toxunmuş çarşaflardan daha asan açılmağa meyllidir.Nəzarət üsulundan asılı olaraq, AMF fərdi sıralar və ya tam məhsullar təşkil edə bilər.Düz təbəqələrə əlavə olaraq, boru formalı toxuculuq nümunələri də AMF-nin içi boş strukturlarının istehsalı üçün uyğundur.İkinci üsul toxuculuqdur, burada biz iki AMF-dən iki istiqamətdə müstəqil şəkildə genişlənə bilən düzbucaqlı toxunmuş vərəq yaratmaq üçün çözgü və arğac kimi istifadə edirik.Toxunmuş təbəqələr trikotaj təbəqələrə nisbətən daha çox nəzarət (hər iki istiqamətdə) təmin edir.Yalnız bir istiqamətdə açıla bilən daha sadə toxunmuş vərəq hazırlamaq üçün ənənəvi iplikdən AMF toxuduq.Üçüncü üsul - radial genişlənmə - toxuculuq texnikasının bir variantıdır, burada AMP-lər düzbucaqlıda deyil, spiraldə yerləşir və iplər radial məhdudiyyət təmin edir.Bu vəziyyətdə, örgü giriş təzyiqi altında radial olaraq genişlənir.Dördüncü yanaşma, istənilən istiqamətdə əyilmə hərəkəti yaratmaq üçün AMF-ni passiv parça təbəqəsinə yapışdırmaqdır.AİF-i kənarında işlətməklə, biz passiv çıxış lövhəsini aktiv çıxış lövhəsinə çevirmişik.AİF-in bu proqramlaşdırıla bilən təbiəti, passiv obyektləri aktiv obyektlərə çevirə biləcəyimiz bio-ruhlanmış forma dəyişdirən yumşaq strukturlar üçün saysız-hesabsız imkanlar açır.Bu üsul sadə, asan və sürətlidir, lakin prototipin uzunömürlülüyünə xələl gətirə bilər.Oxucu ədəbiyyatda hər bir toxuma xassəsinin güclü və zəif tərəflərini təfərrüatlandıran digər yanaşmalara istinad edilir21,33,34,35.
Ənənəvi parçalar hazırlamaq üçün istifadə olunan əksər saplar və ya ipliklər passiv strukturları ehtiva edir.Bu işdə biz daha geniş tətbiqlər üçün ağıllı və aktiv parçalar yaratmaq üçün ənənəvi passiv tekstil ipliklərini AFM ilə əvəz etmək üçün metr uzunluqlarına və millimetraltı diametrlərə çata bilən əvvəllər hazırlanmış AMF-dən istifadə edirik.Aşağıdakı bölmələr ağıllı tekstil prototiplərinin hazırlanması üçün ətraflı üsulları təsvir edir və onların əsas funksiyalarını və davranışlarını təqdim edir.
Biz arğacdan toxunma texnikasından istifadə edərək üç AMF formasını əl işi etdik (şək. 2A).AMF və prototiplər üçün material seçimi və ətraflı spesifikasiyaları Metodlar bölməsində tapa bilərsiniz.Hər bir AMF simmetrik bir döngə meydana gətirən bir dolama yolu (həmçinin marşrut adlanır) izləyir.Hər bir cərgənin döngələri onların üstündə və altındakı sıraların döngələri ilə sabitlənir.Kursa perpendikulyar olan bir sütunun üzükləri bir şafta birləşdirilir.Trikotaj prototipimiz hər cərgədə yeddi dikişdən (və ya yeddi tikişdən) ibarət üç sıradan ibarətdir.Üst və alt üzüklər sabit deyil, buna görə də onları müvafiq metal çubuqlara bağlaya bilərik.Adi ipliklərlə müqayisədə AMF-nin daha yüksək sərtliyinə görə trikotaj prototipləri adi trikotaj parçalara nisbətən daha asan açılır.Buna görə də, bitişik sıraların döngələrini nazik elastik kordonlarla bağladıq.
Müxtəlif AMF konfiqurasiyaları ilə müxtəlif smart tekstil prototipləri həyata keçirilir.(A) Üç AMF-dən hazırlanmış trikotaj vərəq.(B) İki AMF-nin iki istiqamətli toxunmuş təbəqəsi.(C) AMF və akril iplikdən hazırlanmış bir istiqamətli toxunmuş vərəq 500 q yükü daşıya bilər ki, bu da öz çəkisindən 192 dəfə (2,6 q) artıqdır.(D) Radial məhdudiyyət kimi bir AMF və pambıq iplik ilə radial genişlənən struktur.Ətraflı spesifikasiyaları Metodlar bölməsində tapa bilərsiniz.
Trikotajın ziqzaq ilmələri müxtəlif istiqamətlərdə uzana bilsə də, bizim prototip trikotajımız hərəkət istiqamətindəki məhdudiyyətlər səbəbindən ilk növbədə təzyiq altında olan ilgək istiqamətində genişlənir.Hər bir AMF-nin uzadılması trikotaj təbəqənin ümumi sahəsinin genişlənməsinə kömək edir.Xüsusi tələblərdən asılı olaraq, biz üç AMF-ni müstəqil olaraq üç müxtəlif maye mənbəyindən (Şəkil 2A) və ya eyni vaxtda bir maye mənbəyindən 1-dən 3-ə qədər maye distribyutoru vasitəsilə idarə edə bilərik.Əncirdə.2A trikotaj prototip nümunəsini göstərir, ilkin sahəsi üç AMP-yə (1,2 MPa) təzyiq tətbiq edərkən 35% artmışdır.Qeyd edək ki, AMF orijinal uzunluğunun ən azı 250%-i qədər yüksək uzanma əldə edir49, beləliklə trikotaj vərəqlər indiki versiyalardan daha çox uzana bilir.
Biz həmçinin düz toxunuş texnikasından istifadə edərək iki AMF-dən əmələ gələn iki istiqamətli toxuculuq təbəqələri yaratdıq (Şəkil 2B).AMF əyri və arğacı düz bucaq altında bir-birinə bağlanaraq sadə çarpaz çarpaz naxış əmələ gətirir.Bizim prototip toxunuşumuz balanslaşdırılmış düz toxunuş kimi təsnif edildi, çünki həm çözgü, həm də arğac ipləri eyni iplik ölçüsündən hazırlanıb (ətraflı məlumat üçün Metodlar bölməsinə baxın).Kəskin kıvrımlar yarada bilən adi iplərdən fərqli olaraq, tətbiq olunan AMF toxuculuq nümunəsinin başqa bir ipinə qayıtdıqda müəyyən bir əyilmə radiusunu tələb edir.Buna görə də, AMP-dən hazırlanmış toxunmuş təbəqələr adi toxunmuş toxuculuqlarla müqayisədə daha az sıxlığa malikdir.AMF tipli S (xarici diametri 1,49 mm) minimum əyilmə radiusu 1,5 mm-dir.Məsələn, bu məqalədə təqdim etdiyimiz prototip toxuculuq, hər kəsişmənin nazik elastik kordonun düyünü ilə sabitləşdiyi 7 × 7 iplik naxışına malikdir.Eyni toxuculuq texnikasından istifadə edərək, daha çox iplik əldə edə bilərsiniz.
Müvafiq AMF maye təzyiqi aldıqda, toxunmuş təbəqə öz sahəsini əyilmə və ya arğac istiqamətində genişləndirir.Buna görə də, iki AMP-yə tətbiq olunan giriş təzyiqinin miqdarını müstəqil olaraq dəyişdirərək örgülü təbəqənin ölçülərini (uzunluğu və eni) idarə etdik.Əncirdə.2B, bir AMP-yə (1,3 MPa) təzyiq tətbiq edərkən orijinal sahəsinin 44%-nə qədər genişlənən toxunmuş prototipi göstərir.İki AMF-yə təzyiqin eyni vaxtda təsiri ilə sahə 108% artdı.
Biz, həmçinin arğac kimi çözgü və akril iplikləri olan tək AMF-dən bir istiqamətli toxunmuş təbəqə hazırladıq (Şəkil 2C).AMF-lər yeddi ziqzaq cərgədə düzülmüşdür və saplar bu sıra AMF-ləri bir-birinə toxuyaraq düzbucaqlı parça təbəqəsi əmələ gətirir.Bütün təbəqəni asanlıqla dolduran yumşaq akril saplar sayəsində bu toxunmuş prototip Şəkil 2B-dən daha sıx idi.Çözgü kimi yalnız bir AMF istifadə etdiyimiz üçün toxunmuş təbəqə təzyiq altında yalnız əyriliyə doğru genişləyə bilər.Şəkil 2C, artan təzyiqlə (1,3 MPa) başlanğıc sahəsi 65% artan toxunmuş bir prototip nümunəsini göstərir.Bundan əlavə, bu hörülmüş parça (çəkisi 2,6 qram) öz kütləsindən 192 dəfə çox olan 500 qramlıq yükü qaldıra bilir.
Dördbucaqlı toxunmuş vərəq yaratmaq üçün AMF-ni ziqzaq naxışında təşkil etmək əvəzinə, biz AMF-nin düz spiral formasını hazırladıq, daha sonra dəyirmi toxunmuş vərəq yaratmaq üçün pambıq iplə radial olaraq məhdudlaşdırıldı (Şəkil 2D).AMF-nin yüksək sərtliyi onun boşqabın çox mərkəzi hissəsini doldurmasını məhdudlaşdırır.Bununla belə, bu padding elastik ipliklərdən və ya elastik parçalardan hazırlana bilər.Hidravlik təzyiqi qəbul etdikdən sonra AMP uzununa uzanmasını təbəqənin radial genişlənməsinə çevirir.Həm də qeyd etmək lazımdır ki, filamentlərin radial məhdudlaşdırılması səbəbindən spiral formanın həm xarici, həm də daxili diametrləri artır.Şəkil 2D göstərir ki, 1 MPa tətbiq olunan hidravlik təzyiqlə yuvarlaq təbəqənin forması orijinal sahəsinin 25% -ə qədər genişlənir.
Biz burada ağıllı toxuculuq istehsalına ikinci yanaşmanı təqdim edirik, burada biz AMF-ni yastı parça parçasına yapışdırırıq və onu passivdən aktiv şəkildə idarə olunan struktura yenidən konfiqurasiya edirik.Bükülmə sürücüsünün dizayn diaqramı Şəkildə göstərilmişdir.3A, burada AMP ortadan aşağı bükülür və yapışqan kimi ikitərəfli lentdən istifadə edərək uzanmayan parça (pambıq muslin parça) zolağına yapışdırılır.Möhürləndikdən sonra, AMF-nin yuxarı hissəsi sərbəst uzana bilər, alt hissəsi isə lent və parça ilə məhdudlaşır və zolağın parçaya doğru əyilməsinə səbəb olur.Biz döngə ötürücüsünün hər hansı bir hissəsini sadəcə bir lent lenti yapışdırmaqla istənilən yerdə söndürə bilərik.Deaktiv edilmiş seqment hərəkət edə bilmir və passiv seqmentə çevrilir.
Parçalar AMF-ni ənənəvi parçalara yapışdırmaqla yenidən konfiqurasiya edilir.(A) Bükülmüş AMF-nin uzanmayan parçaya yapışdırılması ilə hazırlanmış əyilmə sürücüsü üçün dizayn konsepsiyası.(B) Ötürücü prototipin əyilməsi.(C) Düzbucaqlı parçanın aktiv dördayaqlı robota yenidən konfiqurasiyası.Elastik olmayan parça: pambıq trikotaj.Stretch parça: polyester.Ətraflı spesifikasiyaları Metodlar bölməsində tapa bilərsiniz.
Biz müxtəlif uzunluqlu bir neçə prototip əyilmə ötürücüsü hazırladıq və əyilmə hərəkəti yaratmaq üçün onlara hidravlika ilə təzyiq etdik (Şəkil 3B).Əhəmiyyətli olan odur ki, AMF düz bir xəttdə yerləşdirilə və ya bir neçə iplik yaratmaq üçün qatlana bilər və sonra uyğun sayda iplə əyilmə sürücüsü yaratmaq üçün parçaya yapışdırıla bilər.Biz həmçinin passiv toxuma təbəqəsini aktiv tetrapod strukturuna çevirdik (Şəkil 3C), burada AMF-dən düzbucaqlı uzanmayan toxumanın (pambıq muslin parça) sərhədlərini istiqamətləndirmək üçün istifadə etdik.AMP iki tərəfli lent parçası ilə parçaya yapışdırılır.Hər kənarın ortası passiv olmaq üçün lentlə yapışdırılır, dörd künc isə aktiv qalır.Stretch parça üst örtüyü (polyester) isteğe bağlıdır.Parçanın dörd küncü sıxıldıqda əyilir (ayaqlara bənzəyir).
Hazırlanmış ağıllı tekstillərin xassələrini kəmiyyətcə öyrənmək üçün sınaq dəzgahı qurduq (Usullar bölməsinə və Əlavə Şəkil S1-ə baxın).Bütün nümunələr AMF-dən hazırlandığından, eksperimental nəticələrin ümumi tendensiyası (şəkil 4) AMF-nin əsas xüsusiyyətlərinə uyğundur, yəni giriş təzyiqi çıxışın uzadılması ilə düz mütənasibdir və sıxılma qüvvəsi ilə tərs mütənasibdir.Bununla belə, bu ağıllı parçalar xüsusi konfiqurasiyalarını əks etdirən unikal xüsusiyyətlərə malikdir.
Ağıllı tekstil konfiqurasiyalarına malikdir.(A, B) Toxunmuş təbəqələr üçün giriş təzyiqi və çıxış uzanması və qüvvə üçün histerezis əyriləri.(C) Toxunmuş təbəqənin sahəsinin genişlənməsi.(D,E) Trikotaj üçün giriş təzyiqi ilə çıxış uzanması və qüvvə arasında əlaqə.(F) Radial genişlənən strukturların ərazisinin genişləndirilməsi.(G) Üç müxtəlif uzunluqdakı əyilmə aparatlarının əyilmə bucaqları.
Toxunmuş təbəqənin hər bir AMF-si təxminən 30% uzanma yaratmaq üçün 1 MPa giriş təzyiqinə məruz qalmışdır (Şəkil 4A).Bütün təcrübə üçün bu həddi bir neçə səbəbə görə seçdik: (1) onların histerezis əyrilərini vurğulamaq üçün əhəmiyyətli bir uzanma (təxminən 30%) yaratmaq, (2) təsadüfi zədələnmə və ya uğursuzluqla nəticələnən müxtəlif eksperimentlərdən və təkrar istifadə edilə bilən prototiplərdən velosiped sürməyin qarşısını almaq üçün..yüksək maye təzyiqi altında.Ölü zona aydın görünür və örgü giriş təzyiqi 0,3 MPa çatana qədər hərəkətsiz qalır.Təzyiq uzadılması histerezisi sxemi nasos və boşalma fazaları arasında böyük bir boşluq göstərir, bu da toxunmuş təbəqənin hərəkətini genişlənmədən büzülməyə dəyişdirdiyi zaman əhəmiyyətli enerji itkisinin olduğunu göstərir.(Şəkil 4A).1 MPa giriş təzyiqi əldə etdikdən sonra toxunmuş təbəqə 5,6 N-lik daralma qüvvəsi göstərə bilər (Şəkil 4B).Təzyiq qüvvəsi histerezisi qrafiki də göstərir ki, sıfırlama əyrisi demək olar ki, təzyiqin yığılması əyrisi ilə üst-üstə düşür.Toxunmuş təbəqənin sahəsinin genişlənməsi 3D səth sxemində göstərildiyi kimi iki AMF-nin hər birinə tətbiq olunan təzyiqin miqdarından asılı idi (Şəkil 4C).Təcrübələr həmçinin göstərir ki, toxunmuş vərəq onun əyri və arğacı AMF-ləri eyni vaxtda 1 MPa hidravlik təzyiqə məruz qaldıqda sahəni 66% genişləndirə bilər.
Trikotaj təbəqə üçün eksperimental nəticələr, gərginlik-təzyiq diaqramında geniş histerezis boşluğu və üst-üstə düşən təzyiq-qüvvə əyriləri də daxil olmaqla, toxunmuş təbəqəyə oxşar nümunəni göstərir.Trikotaj təbəqə 30% uzanma göstərdi, bundan sonra sıxılma qüvvəsi 1 MPa giriş təzyiqində 9 N idi (şəkil 4D, E).
Dəyirmi toxunmuş təbəqə halında, onun ilkin sahəsi 1 MPa maye təzyiqinə məruz qaldıqdan sonra ilkin sahə ilə müqayisədə 25% artmışdır (Şəkil 4F).Nümunə genişlənməyə başlamazdan əvvəl 0,7 MPa-a qədər böyük bir giriş təzyiqi ölü zonası var.Nümunələr ilkin gərginliyi aradan qaldırmaq üçün daha yüksək təzyiq tələb edən daha böyük AMF-lərdən hazırlandığından bu böyük ölü zona gözlənilirdi.Əncirdə.4F də göstərir ki, boşalma əyrisi demək olar ki, təzyiq artımı əyrisi ilə üst-üstə düşür və diskin hərəkəti dəyişdirildikdə enerji itkisinin az olduğunu göstərir.
Üç əyilmə aktuatoru (toxumaların yenidən konfiqurasiyası) üçün eksperimental nəticələr göstərir ki, onların histerezis əyriləri oxşar modelə malikdir (Şəkil 4G), burada qaldırılmadan əvvəl 0,2 MPa-a qədər giriş təzyiqi ölü zonası yaşayırlar.Eyni həcmdə maye (0,035 ml) üç əyilmə sürücüsünə (L20, L30 və L50 mm) tətbiq etdik.Bununla belə, hər bir aktuator fərqli təzyiq zirvələri yaşadı və fərqli əyilmə bucaqları inkişaf etdirdi.L20 və L30 mm ötürücülər müvafiq olaraq 167° və 194° əyilmə bucaqlarına çataraq, 0,72 və 0,67 MPa giriş təzyiqinə məruz qaldı.Ən uzun əyilmə sürücüsü (uzunluğu 50 mm) 0,61 MPa təzyiqə tab gətirdi və 236 ° maksimum əyilmə bucağına çatdı.Təzyiq bucağı histerezis qrafikləri də hər üç əyilmə sürücüsü üçün təzyiq və buraxma əyriləri arasında nisbətən böyük boşluqları aşkar etdi.
Yuxarıdakı ağıllı tekstil konfiqurasiyaları üçün giriş həcmi və çıxış xüsusiyyətləri (uzanma, güc, sahənin genişlənməsi, əyilmə bucağı) arasındakı əlaqəni Əlavə Şəkil S2-də tapmaq olar.
Əvvəlki bölmədəki eksperimental nəticələr AMF nümunələrinin tətbiq olunan giriş təzyiqi ilə çıxış uzanması arasında mütənasib əlaqəni aydın şəkildə nümayiş etdirir.AMB nə qədər güclü gərginləşirsə, bir o qədər uzanır və daha çox elastik enerji toplayır.Beləliklə, onun tətbiq etdiyi sıxılma qüvvəsi nə qədər böyükdür.Nəticələr həmçinin göstərdi ki, nümunələr giriş təzyiqi tamamilə çıxarıldıqda maksimum sıxılma gücünə çatır.Bu bölmə analitik modelləşdirmə və eksperimental yoxlama vasitəsilə trikotaj və toxunmuş təbəqələrin uzanması və maksimum büzülmə qüvvəsi arasında birbaşa əlaqə yaratmaq məqsədi daşıyır.
Tək AMF-nin maksimum büzülmə qüvvəsi Fout (giriş təzyiqində P = 0) ref 49-da verilmiş və aşağıdakı kimi yenidən tətbiq edilmişdir:
Onların arasında α, E və A0 müvafiq olaraq uzanma faktoru, Young modulu və silikon borunun kəsik sahəsidir;k - spiral bobinin sərtlik əmsalı;x və li ofset və ilkin uzunluqdur.AMP, müvafiq olaraq.
düzgün tənlik.(1) Nümunə olaraq trikotaj və toxunmuş təbəqələri götürün (şək. 5A, B).Trikotaj məmulatı Fkv və toxunmuş məhsul Fwh-nin büzülmə qüvvələri müvafiq olaraq (2) və (3) tənliyi ilə ifadə edilir.
burada mk - ilgəklərin sayı, φp - inyeksiya zamanı trikotaj parçanın ilgək bucağı (şəkil 5A), mh - sapların sayı, θhp - inyeksiya zamanı trikotaj parçanın birləşmə bucağı (şəkil 5B), εkv εwh trikotaj təbəqə və toxunmuş təbəqənin deformasiyası, F0 spiral rulonun ilkin gərginliyidir.Tənliyin təfərrüatlı çıxarılması.(2) və (3) dəstəkləyici məlumatda tapıla bilər.
Uzatma-qüvvə əlaqəsi üçün analitik model yaradın.(A,B) Trikotaj və toxunmuş təbəqələr üçün müvafiq olaraq analitik model təsvirləri.(C,D) Trikotaj və toxunmuş təbəqələr üçün analitik modellərin və eksperimental məlumatların müqayisəsi.RMSE Kök orta kvadrat xətası.
Hazırlanmış modeli sınaqdan keçirmək üçün Şəkil 2A-dakı trikotaj nümunələri və Şəkil 2B-də hörülmüş nümunələrdən istifadə edərək uzanma təcrübələri apardıq.Büzülmə qüvvəsi 0%-dən 50%-ə qədər hər bir kilidlənmiş uzantı üçün 5% artımla ölçüldü.Beş sınaqın orta və standart sapması Şəkil 5C (toxunma) və Şəkil 5D (toxunma)-də təqdim olunur.Analitik modelin əyriləri tənliklərlə təsvir olunur.Parametrlər (2) və (3) Cədvəldə verilmişdir.1. Nəticələr göstərir ki, analitik model trikotaj üçün 0,34 N, toxunmuş AMF H (üfüqi istiqamət) üçün 0,21 N və 0,17 N kök orta kvadrat xətası (RMSE) ilə bütün uzanma diapazonu üzrə eksperimental məlumatlarla yaxşı uyğunlaşır. toxunmuş AMF üçün.V (şaquli istiqamət).
Əsas hərəkətlərə əlavə olaraq, təklif olunan ağıllı toxuculuqlar S-əyilmə, radial daralma və 2D-dən 3D-yə qədər deformasiya kimi daha mürəkkəb hərəkətləri təmin etmək üçün mexaniki olaraq proqramlaşdırıla bilər.Biz burada düz smart toxuculuqların istənilən strukturlara proqramlaşdırılması üçün bir neçə üsul təqdim edirik.
Domeni xətti istiqamətdə genişləndirməklə yanaşı, bir istiqamətli toxunmuş təbəqələr mexaniki olaraq multimodal hərəkət yaratmaq üçün proqramlaşdırıla bilər (Şəkil 6A).Örgülü təbəqənin uzadılmasını əyilmə hərəkəti kimi yenidən konfiqurasiya edirik, üzlərindən birini (yuxarı və ya aşağı) tikiş ipi ilə məhdudlaşdırırıq.Çarşaflar təzyiq altında məhdudlaşdırıcı səthə doğru əyilməyə meyllidirlər.Əncirdə.Şəkil 6A, yarısı yuxarı tərəfdən, digər yarısı isə aşağı tərəfdən sıxıldıqda S formasına çevrilən toxunmuş panellərin iki nümunəsini göstərir.Alternativ olaraq, yalnız bütün üzün məhdudlaşdırıldığı dairəvi əyilmə hərəkəti yarada bilərsiniz.Biristiqamətli hörülmüş vərəq də onun iki ucunu boruşəkilli struktura birləşdirərək sıxılma qoluna çevrilə bilər (şək. 6B).Qol sıxılma təmin etmək üçün şəxsin şəhadət barmağının üzərinə taxılır, ağrıları aradan qaldırmaq və ya qan dövranını yaxşılaşdırmaq üçün masaj terapiyası formasıdır.O, qollar, kalçalar və ayaqlar kimi digər bədən hissələrinə uyğunlaşdırıla bilər.
Çarşafları bir istiqamətdə toxumaq imkanı.(A) Tikiş saplarının formasının proqramlaşdırıla bilməsi hesabına deformasiya olunan strukturların yaradılması.(B) Barmaq sıxma qolu.(C) Örgülü təbəqənin başqa bir versiyası və onun qolun sıxılma qolu kimi həyata keçirilməsi.(D) AMF tipli M, akril iplik və Velcro qayışlardan hazırlanmış başqa sıxılma qolunun prototipi.Ətraflı spesifikasiyaları Metodlar bölməsində tapa bilərsiniz.
Şəkil 6C tək AMF və pambıq iplikdən hazırlanmış bir istiqamətli toxunmuş təbəqənin başqa bir nümunəsini göstərir.Vərəq 45% sahədə (1,2 MPa-da) genişlənə bilər və ya təzyiq altında dairəvi hərəkətə səbəb ola bilər.Vərəqin ucuna maqnit qayışları taxaraq, ön kol üçün sıxılma qolu yaratmaq üçün bir təbəqə də daxil etdik.Başqa bir prototip qolun sıxılma qolu Şəkil 6D-də göstərilmişdir ki, burada daha güclü sıxılma qüvvələri yaratmaq üçün M Tipi AMF (Üsullara bax) və akril ipliklərdən bir istiqamətli hörüklü təbəqələr hazırlanmışdır.Biz vərəqlərin uclarını asan bağlamaq və müxtəlif əl ölçüləri üçün Velcro qayışlarla təchiz etmişik.
Xətti uzadmanı əyilmə hərəkətinə çevirən məhdudlaşdırma texnikası iki istiqamətli toxunmuş təbəqələrə də tətbiq olunur.Çözgü və arğacdan toxunmuş vərəqlərin bir tərəfində pambıq saplarını toxuyuruq ki, onlar genişlənməsin (şəkil 7A).Beləliklə, iki AMF bir-birindən asılı olmayaraq hidravlik təzyiq aldıqda, təbəqə ixtiyari üç ölçülü struktur yaratmaq üçün iki istiqamətli əyilmə hərəkətinə məruz qalır.Başqa bir yanaşmada, iki istiqamətli toxunmuş təbəqələrin bir istiqamətini məhdudlaşdırmaq üçün uzanmayan ipliklərdən istifadə edirik (Şəkil 7B).Beləliklə, müvafiq AMF təzyiq altında olduqda təbəqə müstəqil əyilmə və uzanma hərəkətləri edə bilər.Əncirdə.Şəkil 7B, iki istiqamətli örgülü təbəqənin əyilmə hərəkəti ilə insan barmağının üçdə ikisini sarması və sonra qalan hissəsini dartma hərəkəti ilə örtmək üçün uzunluğunu uzatması üçün idarə olunduğu nümunəni göstərir.Çarşafların ikitərəfli hərəkəti moda dizaynı və ya ağıllı geyim inkişafı üçün faydalı ola bilər.
İki istiqamətli toxunmuş təbəqə, trikotaj təbəqə və radial olaraq genişləndirilə bilən dizayn imkanları.(A) İki istiqamətli əyilmə yaratmaq üçün iki istiqamətli birləşdirilmiş iki istiqamətli hörmə panellər.(B) Bir istiqamətli məhdudlaşdırılmış iki istiqamətli hörmə panellər əyilmə və uzanma yaradır.(C) Səthin müxtəlif əyriliyinə uyğunlaşa bilən və hətta boru strukturları yarada bilən yüksək elastik trikotaj təbəqə.(D) hiperbolik parabolik forma (kartof çipsləri) əmələ gətirən radial genişlənən strukturun mərkəzi xəttinin sərhədlənməsi.
Trikotaj hissəsinin yuxarı və aşağı sıralarının iki bitişik döngəsini tikiş ipi ilə birləşdirdik ki, açılmasın (şəkil 7C).Beləliklə, toxunmuş təbəqə tam elastikdir və müxtəlif səth əyrilərinə, məsələn, insan əllərinin və qollarının dəri səthinə yaxşı uyğunlaşır.Trikotaj hissənin uclarını hərəkət istiqamətində birləşdirərək boru quruluşu (qol) da yaratdıq.Qol şəxsin şəhadət barmağına yaxşıca sarılır (şək. 7C).Toxunmuş parçanın qıvrımlılığı əla uyğunlaşma və deformasiyanı təmin edərək, ağıllı geyimdə (əlcəklər, sıxılma qolları) istifadəni asanlaşdırır, rahatlıq (uyğunluq vasitəsilə) və müalicəvi effekti (kompressiya vasitəsilə) təmin edir.
Müxtəlif istiqamətlərdə 2D radial genişlənmə ilə yanaşı, dairəvi toxunmuş təbəqələr də 3D strukturları yaratmaq üçün proqramlaşdırıla bilər.Onun vahid radial genişlənməsini pozmaq üçün yuvarlaq örgünün mərkəz xəttini akril ipliklə məhdudlaşdırdıq.Nəticədə, dəyirmi toxunmuş təbəqənin orijinal düz forması təzyiqdən sonra hiperbolik parabolik formaya (və ya kartof çiplərinə) çevrildi (Şəkil 7D).Bu forma dəyişdirmə qabiliyyəti qaldırma mexanizmi, optik lens, mobil robot ayaqları kimi həyata keçirilə bilər və ya moda dizaynında və bionik robotlarda faydalı ola bilər.
Biz AMF-ni uzanmayan parça zolağına yapışdıraraq əyilmə aparatlarının yaradılması üçün sadə texnika işləyib hazırlamışıq (Şəkil 3).İstənilən formaları yaratmaq üçün bir AMF-də çoxlu aktiv və passiv bölmələri strateji olaraq paylaya biləcəyimiz forma proqramlaşdırıla bilən iplər yaratmaq üçün bu konsepsiyadan istifadə edirik.Təzyiq artdıqca öz formasını düzdən hərfə (UNSW) dəyişə bilən dörd aktiv filament hazırladıq və proqramlaşdırdıq (Əlavə Şəkil S4).Bu sadə üsul AMF-nin deformasiya qabiliyyətinə 1D xətləri 2D formalara və bəlkə də hətta 3D strukturlara çevirməyə imkan verir.
Bənzər bir yanaşmada, passiv normal toxuma parçasını aktiv tetrapoda yenidən konfiqurasiya etmək üçün bir AMF istifadə etdik (Şəkil 8A).Marşrutlaşdırma və proqramlaşdırma anlayışları Şəkil 3C-də göstərilənlərə bənzəyir.Lakin düzbucaqlı çarşaflar əvəzinə dördayaqlı naxışlı parçalardan (tısbağa, pambıq muslin) istifadə etməyə başladılar.Buna görə də, ayaqları daha uzundur və quruluş daha yüksək qaldırıla bilər.Quruluşun hündürlüyü, ayaqları yerə perpendikulyar olana qədər təzyiq altında tədricən artır.Giriş təzyiqi artmağa davam edərsə, ayaqları içəriyə doğru sallanaraq strukturun hündürlüyünü aşağı salır.Tetrapodlar ayaqları bir istiqamətli naxışlarla təchiz olunarsa və ya hərəkət manipulyasiya strategiyaları ilə çoxlu AMF istifadə edərsə, hərəkət edə bilər.Yumşaq hərəkət robotları meşə yanğınları, dağılmış binalar və ya təhlükəli mühitlərdən xilasetmə işləri və tibbi dərman çatdıran robotlar da daxil olmaqla müxtəlif tapşırıqlar üçün lazımdır.
Parça forma dəyişdirən strukturlar yaratmaq üçün yenidən konfiqurasiya edilir.(A) AMF-ni passiv parça təbəqəsinin sərhədinə yapışdırın, onu idarə olunan dörd ayaqlı bir quruluşa çevirin.(BD) Pasif kəpənəkləri və çiçəkləri aktiv olanlara çevirən toxuma yenidən konfiqurasiyasının digər iki nümunəsi.Uzatmayan parça: düz pambıq muslin.
Biz həmçinin yenidən formalaşdırmaq üçün iki əlavə bioinspired strukturu təqdim etməklə bu toxuma yenidən konfiqurasiya texnikasının sadəliyindən və çox yönlülüyündən istifadə edirik (Şəkil 8B-D).Routable AMF ilə bu forma deformasiyaya uğrayan strukturlar passiv toxuma təbəqələrindən aktiv və idarə oluna bilən strukturlara qədər yenidən konfiqurasiya edilir.Monarx kəpənəkdən ilhamlanaraq, kəpənək formalı parça (pambıq muslin) və qanadlarının altına yapışdırılmış uzun AMF parçasından istifadə edərək transformasiya edən kəpənək quruluşu yaratdıq.AMF təzyiq altında olduqda, qanadlar qatlanır.Monarch Butterfly kimi, Kəpənək Robotunun sol və sağ qanadları eyni şəkildə çırpılır, çünki hər ikisi AMF tərəfindən idarə olunur.Kəpənək qapaqları yalnız nümayiş məqsədləri üçündür.O, Smart Bird (Festo Corp., ABŞ) kimi uça bilməz.Həm də hər biri beş ləçəkdən ibarət iki qatdan ibarət bir parça çiçək hazırladıq (Şəkil 8D).AMF-ni ləçəklərin xarici kənarından sonra hər təbəqənin altına qoyduq.Əvvəlcə çiçəklər tam çiçəklənir, bütün ləçəklər tam açıqdır.Təzyiq altında AMF ləçəklərin əyilmə hərəkətinə səbəb olur və onların bağlanmasına səbəb olur.İki AMF müstəqil olaraq iki təbəqənin hərəkətinə nəzarət edir, eyni zamanda bir təbəqənin beş ləçəkləri əyilir.