Итальянцы начали производить мотоциклетные шлемы с графеновым покрытием
В Италии началось производство мотоциклетного шлема с графеновым покрытием, говорится в пресс-релизе консорциума Graphene Flagship. Он будет представлен на выставке Composites Europe, которая пройдет в Дюссельдорфе с 29 ноября по 1 декабря 2016 года.
Графен представляет собой углерод в форме двухмерной гексагональной решетки толщиной в один атом. В силу своей высокой электро- и теплопроводности, прочности и ряда других свойств он имеет множество потенциальных применений в электронике, технике, медицине и множестве других отраслей. Однако несмотря на множество основанных на графене экспериментальных технологий на рынке присутствуют лишь единичные изделия с его содержанием.
Одним из таких изделий стал мотоциклетный шлем, разработанный Итальянским технологическим институтом (IIT) и дизайнерской компанией Momodesign при поддержке Graphene Flagship. Шлем состоит из жесткой наружной капсулы и поглощающей удары пенистой полистироловой внутренней выстилки.
Снаружи он покрыт графеном, который обеспечивает улучшенное распределение силы удара и быстро рассеивает тепло, защищая внутренний слой от термического разложения. Это повышает безопасность и температурный комфорт мотоциклиста, пояснил директор лаборатории Graphene Labs при IIT Витторио Пеллегрини (Vittorio Pellegrini).
Для создания покрытия используют порошок, содержащий хлопья графена с разным числом слоев. Из него готовят раствор, который напыляют на внешнюю сторону шлема.
Шлемы производятся на заводе Momodesign в северной Италии. Первая партия состоит из 3000 экземпляров, предназначенных для продажи на специализированных рынках и крупных автовыставках. Цена шлема в пресс-релизе не приводится.
IIT и Momodesign намерены продолжить сотрудничество и использовать графен во внутренней выстилке шлема. Предполагается, что это поможет уменьшить ее толщину без ухудшения защитных свойств, а следовательно, уменьшить массу шлема и сделать его более удобным.
Graphene Flagship — это исследовательский консорциум с бюджетом в миллиард евро, учрежденный Еврокомиссией в 2013 году. Его целью является внедрение основанных на графене технологий в промышленное производство, чтобы «обеспечить рост экономики, создать новые рабочие места и новые возможности». В консорциум входят более 150 академических и промышленных научных коллективов в 23 странах.
Олег Лищук
Для движения ему достаточно одного актуатора
Инженеры разработали миниатюрного робота CurveQuad массой чуть больше 10 грамм. Его гибкий корпус деформируется за счет изогнутых складок и позволяет роботу продвигаться вперед, а также поворачивать, используя для этого только один актуатор. Разработчики продемонстрировали способность CurveQuad автоматически двигаться в направлении источника света, определяя его положение с помощью встроенных фотоэлементов. Текст доклада с описанием робота опубликован в рамках конференции IROS 2023. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Интерес инженеров к разработке миниатюрных роботов связан возможностью выполнять задачи в условиях ограниченного пространства. Например, миниатюрных роботов предлагают использовать для внутренней диагностики механизмов без их разборки, для разведки, и для обследования разрушенных в результате стихийных бедствий зданий в поисках выживших людей. Однако разработка роботов сантиметрового масштаба — непростая задача и ее решение требует множества конструктивных компромиссов. Более сложная походка, например, может добавить роботу проворности, однако одновременно с этим приведет к росту числа степеней свободы конечностей, а значит к увеличению количества используемых актуаторов. Это, в свою очередь, оборачивается усложнением конструкции, увеличением размеров, массы и энергопотребления. Одним из решений этой проблемы могло бы стать применение в конструкции элементов оригами или киригами. Складки упругого материала, выполненные с дополнительным изгибом, позволяют накапливать дополнительную механическую энергию, чем можно воспользоваться, чтобы сократить число актуаторов, необходимых для приведения робота в движение. Такой подход выбрали инженеры под руководством Синтии Сун (Cynthia Sung) из Университета Пенсильвании. Они создали миниатюрного робота под названием CurveQuad, который благодаря изогнутым складкам в конструкции оказался способен передвигаться с помощью всего лишь одного актуатора. Масса робота составляет 10,9 грамм, а ключевая деталь его корпуса представляет собой тонкую прямоугольную пластину из PET-пластика (полиэтилентерефталат) размером 80 × 55 миллиметров. В ней с помощью лазера выполнены прорези в виде последовательно расположенных полукругов, образующих паттерн в форме двух параллельных дуг с каждой стороны пластины, симметрично расположенных относительно центра. Материал в этих областях может легко изгибаться благодаря прорезям, создавая выпуклую и вогнутую складки. В центральной полосе обеих дуг на небольшом расстоянии друг от отдруга закрепляются концы двух «сухожилий» — тяг, которые соединяются противоположной стороной с концами рычага, закрепленного на сервомоторе, ось которого находится в центре пластины. Сервопривод может поворачивать рычаг в диапазоне 270 градусов, при этом «сухожилия», соединяющие концы рычага с корпусом, стягивают его вовнутрь, приводя к изгибам. В зависимости от угла поворота рычага корпус может из плоской пластины принять симметричную куполообразную форму. В этом положении концы пластины начинают играть роль четырех конечностей робота. В промежуточных положениях рычага сервопривода корпус несимметрично деформируется по диагонали. При этом передняя «конечность» приподнимается над поверхностью, а задние смещаются друг относительно друга. Из-за возникающей между ними разности в силах трения в этот момент корпус робота смещается вперед. Если затем такую же деформацию выполнить в противоположную сторону, то робот сделает второй шаг с помощью второй «ноги». Регулируя с помощью угла поворота рычага величину деформации, а следовательно и длину шага слева и справа можно управлять направлением движения робота CurveQuad. https://www.youtube.com/watch?v=RnSHG5F2Iek Для демонстрации возможности управления роботом с помощью обратной связи, инженеры установили на углах корпуса четыре фотоэлемента. Алгоритм сравнивает сигналы, полученные от сенсоров с левой и правой сторон, и в зависимости от того, с какой стороны сигнал больше, выбирает походку, которая поворачивает робота в этом направлении. В результате в каком бы положении робот ни находился изначально, он разворачивается на источник света и начинает двигаться в его направлении. В своей следующей работе инженеры планируют сосредоточиться на взаимодействии между несколькими роботами CurveQuad. Для этого они планируют добавить им возможность общаться друг с другом, чтобы роботы могли выполнять задачи сообща, например, вместе обследовать окружающую территорию. А вот другому микророботу, созданному группой американских и китайских инженеров, для передвижения не нужны сервомоторы. Вперед он движется под действием колебаний встроенной в его корпус пьезоэлектрической пленки, а повороты совершает за счет изменения силы трения между поверхностью и электростатическими площадками на концах передних ног.