GĂNG TAY THỰC TẾ VIRTUAL IN 3D CỦA FACEBOOK SẼ TẠO NÊN KỈ NGUYÊN MỚI

Ngày tạo: 14/09/2020 3:43:18 CH

Với Facebook Connect 2020 dự kiến diễn ra vào tuần tới, nhóm Phòng thí nghiệm thực tế của công ty đã công bố sự phát triển của găng tay Thực tế ảo (VR) in 3D.

 

The research team’s 3D printed gloves could feature in Facebook’s upcoming digital Connect conference. Image via the nature communications journal.

Được tạo ra cùng với các nhà nghiên cứu từ Đại học Cornell, các thiết bị này có bộ truyền động khí nén mềm "đo lực cục bộ" và cung cấp "phản hồi xúc giác" cho người dùng. Một nguồn tin cho rằng Facebook đã thành lập Phòng thí nghiệm thực tế để giám sát sự phát triển của VR cho công ty con về game Oculus Rift của mình, găng tay in 3D vẫn có thể là một phần của hội nghị sắp tới.

 

3D printing soft robotics devices 

Các thiết bị được chế tạo bằng vật liệu mềm có khả năng hấp thụ xung kích, quản lý tải và thu năng lượng thụ động vốn có lợi thế hơn so với các thiết bị được làm bằng vật liệu tổng hợp thông thường. Các mô mềm đặc biệt hữu ích trong lĩnh vực robot, nơi mô đun thấp và khả năng mở rộng lớn của chúng cho phép tạo ra các bot linh hoạt và có thể biến dạng thành hầu hết mọi trạng thái mà không bị vỡ.

Cao su silicone lý tưởng để tạo ra các rô bốt mềm do đặc tính chịu nhiệt và tính trơ hóa học của chúng. Mặc dù vậy, các quy trình chế tạo thông thường thường bao gồm bản sao hoặc ép phun, chỉ tạo ra các hình dạng lăng trụ đơn giản. Nghiên cứu cao su gần đây đã nghiên cứu sử dụng vật liệu silicone lỏng làm mực in 3D dựa trên ép đùn, nhưng các đặc tính sửa đổi của chúng cũng đã làm suy yếu mật độ liên kết chéo của chúng.

 

Do độ bền của vật liệu giảm, các mẫu dựa trên ép đùn cho thấy độ trung thực của bản in hạn chế so với các tính năng nhô ra của chúng, khiến chúng bị sụt xuống trước khi đóng rắn. Các nhóm nghiên cứu khác đã sử dụng kỹ thuật lập thể (SLA) để sản xuất các bộ phận bằng nhựa lỏng, mang lại độ ổn định cao hơn nhưng không có độ dẻo dai như cao su bán trên thị trường.

 

Hơn nữa, các yêu cầu xử lý của SLA đòi hỏi phải sử dụng một loại nhựa có độ nhớt thấp, ổn định. Điều này đã ngăn cản việc sử dụng các phương pháp tiếp cận thông thường để tăng cường chúng. Là một chiến lược thay thế, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng việc tạo ra Mạng đôi (DN) trong đó hai polyme chiếm cùng một thể tích, sẽ cung cấp một loại cao su có độ bền nâng cao.

 

Trong cách tiếp cận mới của nhóm, hai lớp cao phân tử có chất lượng và chức năng khác nhau. Lớp bên ngoài giòn và tiêu tán năng lượng, trong khi mạng thứ cấp vẫn nguyên vẹn và có thể chịu tải nặng. Tận dụng các DN của họ, các nhà nghiên cứu đề xuất rằng chúng không thể chỉ phù hợp với chất lượng sức mạnh của cao su thương mại mà còn liên kết các vật thể in với các chất nền khác

 

In future, the joint team’s new 3D printing silicone could be used to create surgical models in addition to wearable devices. Image via the nature communications journal

The team’s double-silicone 3D printing material

Để tạo ra vật liệu mới của họ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng công thức silicone thiol-thụt làm cơ sở do độ nhớt thấp, tạo gel nhanh và chất lượng chuyển đổi phản ứng cao. Ngược lại, polyme thứ cấp trong DN cần phải tạo thành mạng lưới riêng biệt của riêng nó, vì vậy nhóm nghiên cứu đã sử dụng loại nhựa Mold Max Series do tính dẻo dai và cứng cáp vốn có của chúng.

 

Quá trình kết hợp hai giai đoạn chứng kiến các cao su được hình thành tuần tự thành một loại silicone thiol-thụt được quang hóa và một loại silicone được đóng rắn bằng phương pháp cô đặc về mặt cơ học. Thử nghiệm quang phổ hồng ngoại sau đó cho thấy phần khối lượng tương đối của hai mạng có thể được điều chỉnh để tùy chỉnh khả năng in và hiệu suất cơ học của nhựa.

 

Ví dụ, việc tải của mạng ngưng tụ được phát hiện để cải thiện đáng kể độ bền kéo của phần cuối cùng, từ 0,008 MPa ở phần ‘xanh’ lên 0,92 MPa. Tận dụng bốn vật liệu cao su làm từ thiếc khác nhau, nhóm nghiên cứu sau đó đã thử nghiệm thay đổi vật liệu cơ bản trong DN của họ để điều chỉnh các đặc tính cơ học của nó.

 

Một chế độ tương tự của hỗn hợp có thể in được đã xuất hiện, với mỗi loại có độ nhớt đủ thấp để cho phép in 3D SLA. Các vật liệu làm từ thiếc có xu hướng chiếm ưu thế trong hỗn hợp, bằng cách cung cấp mức độ bền cao hơn, đồng thời tích hợp chất đàn hồi cung cấp hiệu suất tùy chỉnh hơn thông qua các mật độ liên kết chéo khác nhau. Để chứng minh các ứng dụng của mạng polyme mới của họ trong các mô hình phẫu thuật, nhóm nghiên cứu sau đó đã tạo ra một trái tim rỗng in 3D.

 

 

Mặc dù bản sao tim không thể tái tạo hoàn toàn hiệu suất cơ học phức tạp của mô tự nhiên, nhưng nó sở hữu một mô đun đàn hồi tương tự như mô đun sinh học của nó. Do đó, silicone của nhóm làm việc chung có thể được các bác sĩ phẫu thuật thực tập triển khai trong tương lai để thực hành các quy trình. Kết hợp tính linh hoạt và sức mạnh của DN cũng cho phép nhóm nghiên cứu tạo ra một chiếc găng tay chỉnh hình với bốn bộ truyền động khí nén in 3D.

Thiết bị không chỉ cho phép thao tác khéo léo mà các cấu trúc ngoại quan tiếp tục tồn tại hàng trăm chu kỳ chuyển động trong hơn mười tháng sử dụng. Theo nhóm nghiên cứu, chiếc găng tay của họ đã tỏ ra rất chắc chắn, đến mức các bộ truyền động mềm của nó có thể được tích hợp vào các sản phẩm may mặc khác, tạo ra một loại thiết bị robot mềm có thể đeo được mới.

Với Facebook Connect chỉ một tuần nữa sẽ diễn ra, những tiến bộ kịp thời của nhóm trong lĩnh vực robot mềm cũng có thể đóng một vai trò nào đó trong tương lai của VR.

Soft robotics and additive manufacturing 

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu từ một số tổ chức đã thử nghiệm với robot mềm in 3D, mang lại những đổi mới phụ gia ở đủ loại hình dạng và kích thước.

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Linköping, Thụy Điển đã sử dụng một máy in 3D dựa trên đùn tùy chỉnh để chế tạo một bộ vi cơ cấu phản ứng cho robot vi mô mềm. Bộ truyền động chứa một polyme hoạt động về điện có thể thay đổi hình dạng sau khi được kích thích bởi điện tích.

Các nhà khoa học từ Đại học California San Diego đã sử dụng phương pháp in 3D để tạo ra những con robot “giống côn trùng”, linh hoạt. Kỹ thuật sản xuất dựa vào ngân sách của nhóm được thiết kế để giảm chi phí đầu vào để chế tạo rô bốt mềm.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Chiết Giang, Đại học Thiên Tân, Học viện Công nghệ Nam Kinh và Đại học Ritsumeikan, đã in 3D một ngón tay robot mềm. Thiết bị được vận hành bằng cảm biến điện cực nhúng, có nghĩa là thiết bị không yêu cầu nguồn điện bên ngoài.

Các phát hiện của các nhà nghiên cứu được trình bày chi tiết trong bài báo của họ có tiêu đề “Mạng kép silicon cứng có thể in 3D”, được xuất bản trên tạp chí Nature Communications. Báo cáo do Thomas J. Wallin, Leif-Erik Simonsen, Wenyang Pan, Kaiyang Wang, Emmanuel Giannelis, Robert F. Shepherd và Yiğit Mengüç đồng tác giả.

Các đề cử cho Giải thưởng Công nghiệp In 3D 2020 vẫn còn bỏ ngỏ, hãy cho chúng tôi biết ai đang dẫn đầu ngành công nghiệp hiện nay.

Phiên bản thứ tư của Cuộc thi Thiết kế Cúp Giải thưởng Công nghiệp In 3D hiện đang được tiến hành. Nhập thiết kế của bạn để có cơ hội giành được máy in 3D CraftBot Flow.

Data Design Việt Nam 

Nguồn: 3dprintingindustry

http://datadesign.vn

---

Tags: data design Viet Nam data design ddv găng tay in 3D in 3D công nghệ in 3D