الروبوتات الثورية: تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 90%!

الروبوتات الثورية: تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 90%!

في الفترة من 31 مارس إلى 4 أبريل 2025، سيكون معرض هانوفر مكانًا لتقنيات الروبوتات المبتكرة، والتي يقدمها البروفيسوران ستيفان سيليك وبول موتسكي من جامعة هانوفر. جامعة سارلاند. وفي القاعة 2، في جناح سارلاند B10، سيقدمون ابتكاراتهم تكنولوجيا ذاكرة الشكل قبل. تعد هذه التقنية بتقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير في الصناعة - بنسبة تصل إلى 90% مقارنة بالأنظمة الحالية.

الطاقة هي واحدة من أكبر عوامل التكلفة في الصناعة. ليس لمستويات الاستهلاك المرتفعة تأثير كبير على تكاليف التشغيل فحسب، بل على المناخ أيضًا. تعد تقنية القيادة الجديدة المستندة إلى مواد ذاكرة الشكل حلاً لهذا التحدي. عادةً ما تستهلك الأذرع الآلية الطاقة بشكل مستمر، والعديد من أنظمة الإمساك الحالية تعمل بالهواء المضغوط، مما يخلق ضوضاء إضافية. تواجه التقنيات السابقة قيودًا في التصغير وإعادة البرمجة والتي يجب التغلب عليها.

فوائد تقنية ذاكرة الشكل

يستخدم تطوير أنظمة الإمساك الروبوتية الجديدة التي سيتم تقديمها خلال المعرض التجاري سبائك ذات ذاكرة ذات شكل محدد (SMA). هذه المواد قادرة على تذكر شكلها الأصلي، وهو أمر مهم في صنع مقابض آلية خفيفة الوزن ومرنة. سيتم عرض نماذج أولية لقابضات الفراغ وقابضات الكماشات في الموقع. يمكن لأنظمة الإمساك هذه التعامل مع قطع العمل بكفاءة في استخدام الطاقة، وحتى بدون استخدام الطاقة.

يعتمد النهج المبتكر على أنظمة إمساك كهربائية بالكامل تستخدم حزمًا من أسلاك النيكل والتيتانيوم التي تعمل كعضلات اصطناعية. يحتوي النيكل والتيتانيوم على هيكلين شبكيين بلوريين مختلفين يتحولان عند تطبيق نبضة حالية. وهذا يسمح بحركات مثيرة للإعجاب. يمكن لسلك يبلغ قطره 500 ميكرومتر فقط أن يسحب أكثر من 10 كيلوغرامات ويؤدي إلى رقم قياسي عالمي: 20 سلكًا يبلغ قطرها 25 ميكرومترًا تحقق قوة سحب تبلغ 5 نيوتن عند 200 هرتز.

أنظمة الإمساك القابلة للتكيف

لقد طور المهندسون أنظمة إمساك مرنة يمكنها التكيف مع قطع العمل المختلفة. ومن المزايا أن القابضون لا يحتاجون إلى أي أجهزة استشعار إضافية؛ توفر الأسلاك البيانات ذات الصلة تلقائيًا. يتمتع النموذج الأولي للكماشة بقوة إمساك تبلغ 4 نيوتن وهو قابل للتطوير، سواء من حيث الحجم أو القوة. بالإضافة إلى ذلك، فإن قابض الفراغ لا يخلق سوى فراغًا مستدامًا باستخدام نبضات تيار قصيرة.

يبحث فريق البحث عن شركاء في معرض هانوفر لمواصلة تطوير هذه التكنولوجيا. تُستخدم تقنية ذاكرة الشكل في العديد من المجالات، بما في ذلك التكنولوجيا الطبية وصناعة السيارات والفضاء. وتتميز FGLs بقدرتها على تمكين التوسعات العكسية بنسبة 8-10%. من الخصائص الخاصة لسبائك النيكل والتيتانيوم أنها تحتوي على هيكلين بلوريين: المارتينسيت في مرحلة درجة الحرارة المنخفضة والأوستينيت في مرحلة درجة الحرارة المرتفعة.

النظرة المستقبلية والتحديات

ويرى الباحثون مستقبلًا عظيمًا لتكنولوجيا ذاكرة الأشكال، خاصة في تكنولوجيا الأتمتة والمكونات خفيفة الوزن والفعالة. وتؤثر الحاجة إلى مواد أخف أيضًا على الميكاترونكس، حيث تلعب تقنية ذاكرة الشكل دورًا حاسمًا. وفي جامعة الرور في بوخوم، يتم إجراء الأبحاث على أشكال جديدة من هذه السبائك التي يمكن استخدامها ليس فقط في المحركات، ولكن أيضًا في التكنولوجيا الطبية، مثل الأطراف الاصطناعية للأوعية الدموية أو صمامات القلب الاصطناعية.

في حين تشير توقعات الأسعار إلى أن تكنولوجيا ذاكرة الشكل يمكن أن تصبح أكثر فعالية من حيث التكلفة، إلا أن المهندسين يواجهون بعض التحديات. إن التوسع في نطاق درجة الحرارة لاستخدام سبائك النيكل والتيتانيوم وقلة الخبرة في التعامل مع SMA يؤدي إلى عقبات يجب التغلب عليها. ومع ذلك، لا يزال الطلب على هذه المواد المبتكرة مرتفعاً، مما يعد بفرص مثيرة للمستقبل.