اسمارٽ ٽيڪسٽائلس استعمال ڪندي سيال تي هلندڙ مصنوعي عضلات فائبر

Nature.com گهمڻ لاءِ توهان جي مهرباني.توھان استعمال ڪري رھيا آھيو برائوزر ورزن محدود CSS سپورٽ سان.بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو).اضافي طور تي، جاري حمايت کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ ڏيکاريون ٿا.
هڪ ئي وقت ۾ ٽي سلائڊن جو ڪارسيل ڏيکاري ٿو.اڳيون ۽ اڳيون بٽڻ استعمال ڪريو ھڪڙي وقت ۾ ٽن سلائڊن ذريعي ھلڻ لاءِ، يا ھڪ وقت ۾ ٽن سلائڊن ذريعي ھلڻ لاءِ آخر ۾ سلائيڊر بٽڻ استعمال ڪريو.
سمارٽ ٽيڪسٽائل ٺاهڻ لاءِ ڪپڙي ۽ مصنوعي عضون کي گڏ ڪرڻ سائنسي ۽ صنعتي برادرين ٻنهي طرفن کان تمام گهڻو ڌيان ڇڪائي رهيو آهي.سمارٽ ٽيڪسٽائل ڪيترن ئي فائدن کي پيش ڪن ٿا، جن ۾ موافقت وارو آرام ۽ شين جي اعليٰ درجي جي مطابقت شامل آهي جڏهن ته گهربل حرڪت ۽ طاقت لاءِ فعال عمل مهيا ڪري ٿي.هي آرٽيڪل پيش ڪري ٿو پروگراميبل سمارٽ فيبرڪس جو هڪ نئون طبقو ٺاهيو ويو آهي مختلف طريقن کي استعمال ڪندي ٺاهيل، بونا ۽ گلويونگ سيال تي هلندڙ مصنوعي عضلاتي فائبر.ھڪڙي رياضياتي ماڊل ٺاھيو ويو آھي جيڪو ٺهيل ۽ اڻيل ڪپڙي جي چادرن جي ڊگھائي قوت جي تناسب کي بيان ڪرڻ لاء، ۽ پوء ان جي صحيحيت کي تجرباتي طور تي جانچيو ويو.نئين "سمارٽ" ٽيڪسٽائل ۾ اعلي لچڪ، مطابقت، ۽ ميڪيڪل پروگرامنگ جي خاصيت آهي، ايپليڪيشنن جي وسيع رينج لاء ملٽي ماڊل حرڪت ۽ خرابي جي صلاحيتن کي چالو ڪرڻ.تجرباتي تصديق جي ذريعي مختلف سمارٽ ٽيڪسٽائل پروٽوٽائپس ٺاهيا ويا آهن، جن ۾ مختلف شڪل جي تبديلي جا ڪيس شامل آهن جهڙوڪ ڊگھائي (65٪ تائين)، علائقي جي توسيع (108٪)، ريڊيل توسيع (25٪)، ۽ موڙيندڙ حرڪت.غير فعال روايتي بافتن جي ٻيهر ترتيب ڏيڻ جو تصور بايوميميٽڪ شڪل ڏيڻ واري جوڙجڪ لاءِ فعال اڏاوتن ۾ پڻ ڳوليو پيو وڃي.تجويز ڪيل سمارٽ ٽيڪسٽائلز سمارٽ ويئر ايبلز، هيپٽڪ سسٽم، بايوميميٽڪ نرم روبوٽس، ۽ پائڻ لائق اليڪٽرانڪس جي ترقي کي آسان بڻائڻ جي اميد رکي ٿو.
سخت روبوٽس اثرائتو هوندا آهن جڏهن منظم ماحول ۾ ڪم ڪندا آهن، پر انهن کي ماحول جي بدلجندڙ اڻڄاتل حوالي سان مسئلا هوندا آهن، جيڪي انهن جي استعمال کي محدود ڪري ڇڏيندا آهن ڳولا يا ڳولا ۾.خارجي عنصرن ۽ تنوع کي منهن ڏيڻ لاءِ فطرت اسان کي ڪيترن ئي تخليقي حڪمت عملين سان حيران ڪندي رهي آهي.مثال طور، چڙهندڙ ٻوٽن جا ٿلها ملٽي موڊل حرڪتون ڪندا آهن، جهڙوڪ موڙيندڙ ۽ اسپرلنگ، ڪنهن اڻڄاتل ماحول کي مناسب سهاري جي ڳولا ۾ ڳولڻ لاءِ.وينس فلائي ٽريپ (Dionaea muscipula) جي پنن تي حساس وار هوندا آهن، جيڪي شروع ٿيڻ تي، شڪار 2 کي پڪڙڻ لاءِ جاءِ تي چڙهي ويندا آهن.تازن سالن ۾، جسمن جي بگاڙ يا بگاڙ ٻن-dimensional (2D) سطحن کان وٺي ٽي-dimensional (3D) شڪلين تائين جيڪي حياتياتي ساختن کي نقل ڪن ٿا، هڪ دلچسپ تحقيقي موضوع بڻجي ويو آهي 3,4.اهي نرم روبوٽڪ ترتيبون بدلجندڙ ماحول سان مطابقت پيدا ڪرڻ لاءِ شڪل تبديل ڪن ٿيون، ملٽي موڊل لوڪومشن کي فعال ڪن ٿيون، ۽ ميخانياتي ڪم انجام ڏيڻ لاءِ قوتون لاڳو ڪن ٿيون.انهن جي پهچ روبوٽڪس ايپليڪيشنن جي وسيع رينج تائين وڌي وئي آهي، بشمول deployables5، reconfigurable and self-folding robots6,7، biomedical devices8، vehicles9,10 and expanable electronics11.
پروگرام جي قابل فليٽ پليٽس کي ترقي ڪرڻ لاءِ تمام گهڻي تحقيق ڪئي وئي آهي، جيڪي، جڏهن چالو ٿين ٿيون، پيچيده ٽن طرفي جوڙجڪ ۾ تبديل ٿين ٿيون3.هڪ سادو خيال آهي ته ٺهڪندڙ اڏاوتون ٺاهڻ لاءِ مختلف مواد جي پرت کي گڏ ڪرڻ جيڪي محرڪ 12,13 جي سامهون ٿيڻ تي لچڪ ۽ جھرڻ لڳن ٿا.جانباز وغيره.14 ۽ لي وغيره.15 هن تصور تي عمل ڪيو آهي ته جيئن گرمي سان حساس ملٽي موڊل ڊيفارمبل روبوٽ ٺاهي.اوريگامي بنيادن تي اڏاوتون شامل آهن جن ۾ محرڪ-جوابدار عناصر استعمال ڪيا ويا آهن پيچيده ٽي-dimensional جوڙجڪ ٺاهڻ لاءِ 16,17,18.حياتياتي ڍانچي جي morphogenesis کان متاثر، Emmanuel et al.شڪل خراب ڪندڙ ايلسٽومر هڪ ربر جي مٿاڇري جي اندر ايئر چينلز کي ترتيب ڏيڻ سان ٺاهيا ويا آهن، جيڪي دٻاء هيٺ، پيچيده، بي ترتيب واري ٽن طرفي شڪلن ۾ تبديل ڪن ٿا.
ٽيڪسٽائيل يا ڪپڙن جو انضمام ناڪاري نرم روبوٽس ۾ هڪ ٻيو نئون تصور منصوبو آهي جنهن وڏي دلچسپي پيدا ڪئي آهي.ڪپڙي جا نرم ۽ لچڪدار مواد آهن، جيڪي سوت مان ٺهيل آهن، جيئن ته بُنڻ، وُڻڻ، چوٽي ٺاهڻ، يا ڳنڍ جي وُڻ.ڪپڙن جون عجيب خاصيتون، بشمول لچڪ، فٽ، لچڪ ۽ سانس، انهن کي لباس کان وٺي طبي ايپليڪيشنن تائين هر شيء ۾ تمام گهڻو مشهور بڻائي ٿو.ٽيڪسٽائل کي روبوٽڪس 21 ۾ شامل ڪرڻ جا ٽي وسيع طريقا آهن.پهريون طريقو اهو آهي ته ٽيڪسٽائل کي هڪ غير فعال پٺڀرائي يا بنياد طور استعمال ڪيو وڃي ٻين اجزاء لاءِ.انهي حالت ۾، غير فعال ٽيڪسٽائل صارف لاء هڪ آرام سان فٽ مهيا ڪن ٿا جڏهن سخت اجزاء (موٽر، سينسر، پاور سپلائي) کڻندا آهن.گهڻو ڪري نرم ڪپڙا روبوٽس يا نرم exoskeletons هن طريقي سان هيٺ اچن ٿا.مثال طور، نرم لباس پائڻ لائق Exoskeletons for walking aids 22 ۽ elbow aids 23, 24, 25, نرم wearable دستانو 26 ھٿ ۽ آڱرين جي مدد لاءِ، ۽ bionic soft robots 27.
ٻيو طريقو اهو آهي ته ٽيڪسٽائل کي نرم روبوٽ ڊوائيسز جي غير فعال ۽ محدود اجزاء طور استعمال ڪيو وڃي.ٽيڪسٽائل تي ٻڌل ايڪٽيوٽر هن درجي ۾ اچي وڃن ٿا، جتي ڪپڙي کي عام طور تي ٻاهرئين ڪنٽينر جي طور تي اندرين نلي يا چيمبر تي مشتمل هوندو آهي، هڪ نرم فائبر ريئنفورسڊ ايڪٽيوٽر ٺاهيندو آهي.جڏهن ڪنهن خارجي نيوميٽڪ يا هائيڊولڪ ماخذ جي تابع هوندا آهن، اهي نرم عمل ڪندڙ شڪل ۾ تبديليون آڻيندا آهن، جن ۾ ڊگھائي، موڙيندڙ يا موڙ شامل آهن، انهن جي اصل ساخت ۽ ترتيب جي بنياد تي.مثال طور، Talman et al.آرٿوپيڊڪ ٽائل لباس، ڪپڙي جي جيب جي هڪ سيريز تي مشتمل آهي، متعارف ڪرايو ويو آهي ٻوٽي جي لچڪ کي سهولت ڏيڻ لاء گيٽ 28 کي بحال ڪرڻ لاء.ٽيڪسٽائل جي تہن کي مختلف وسعتن سان گڏ ڪري سگھجي ٿو anisotropic تحريڪ 29 ٺاهڻ لاءِ.OmniSkins - نرم روبوٽڪ اسڪين مختلف قسم جي نرم ايڪٽيوٽرز ۽ سبسٽريٽ مواد مان ٺهيل آهن غير فعال شين کي ملٽي فنڪشنل فعال روبوٽس ۾ تبديل ڪري سگهن ٿيون جيڪي مختلف ايپليڪيشنن لاءِ ملٽي ماڊل حرڪتون ۽ خرابيون انجام ڏئي سگهن ٿيون.Zhu et al.هڪ مائع ٽائيسو عضلاتي شيٽ ٺاهيا آهن 31 جيڪو وڌائي سگھي ٿو، موڙيندڙ، ۽ مختلف اخترتي موشن.بڪنر وغيره.فنڪشنل فائبرن کي روايتي ٽشوز ۾ ضم ڪرڻ لاءِ روبوٽڪ ٽشوز ٺاهڻ لاءِ گھڻن ڪمن جهڙوڪ ايڪٽيويشن، سينسنگ ۽ متغير سختي32.هن درجي جا ٻيا طريقا به هنن مقالا 21، 33، 34، 35 ۾ ڳولي سگهجن ٿا.
نرم روبوٽڪس جي شعبي ۾ ٽيڪسٽائل جي اعليٰ خاصيتن کي استعمال ڪرڻ لاءِ هڪ تازو طريقو اهو آهي ته روايتي ٽيڪسٽائل جي پيداوار جا طريقا استعمال ڪندي سمارٽ ٽيڪسٽائل ٺاهڻ لاءِ رد عمل واري يا محرڪ جوابي تنتن کي استعمال ڪيو وڃي جيئن ته 21,36,37، بُنڻ ۽ وڪڻڻ جا طريقا.مادي جي بناوت تي مدار رکندي، رد عمل واري يارن شڪل ۾ تبديلي جو سبب بڻجندي آهي جڏهن برقي، حرارتي يا پريشر جي عمل جي تابع ٿيندي آهي، جيڪا ڪپڙي جي خراب ٿيڻ جي ڪري ٿي.هن طريقي ۾، جتي روايتي ڪپڙي کي نرم روبوٽڪ سسٽم ۾ ضم ڪيو ويو آهي، ڪپڙي جي نئين پرت (سوت) جي بدران ٻاهرئين پرت تي ٿيندي آهي.جيئن ته، سمارٽ ٽيڪسٽائل ملٽي موڊل تحريڪ جي لحاظ کان شاندار هينڊلنگ پيش ڪن ٿا، پروگرام جي خرابي، ڇڪڻ، ۽ سختي کي ترتيب ڏيڻ جي صلاحيت.مثال طور، شيپ ميموري الائيز (SMAs) ۽ شيپ ميموري پوليمر (SMPs) ڪپڙن ۾ شامل ڪري سگھجن ٿيون ته جيئن انهن جي شڪل کي حرارتي محرڪ ذريعي فعال طور تي ڪنٽرول ڪري سگهجي، جهڙوڪ هيمنگ 38، رِنڪل ريموول36,39، ٽئڪٽائل ۽ ٽيڪٽائل فيڊبڪ40,41، انهي سان گڏ موافقت وارو پائڻ لائق لباس.ڊوائيسز 42.بهرحال، گرمي ۽ کولنگ لاءِ حرارتي توانائي جو استعمال سست جواب ۽ مشڪل کولنگ ۽ ڪنٽرول ۾ نتيجو آهي.وڌيڪ تازو، Hiramitsu et al.ميڪ ڪيبن جا سٺا عضوا43,44، نيوميٽڪ مصنوعي عضلتون، وارپ يارن جي طور تي استعمال ڪيون وينديون آهن ته جيئن بناوت جي بناوت کي تبديل ڪندي مختلف شڪلين جا فعال ٽيڪسٽائل ٺاهيا وڃن.جيتوڻيڪ هي طريقو اعلي قوتن کي مهيا ڪري ٿو، ميڪ ڪيبن جي عضلات جي فطرت جي ڪري، ان جي توسيع جي شرح محدود آهي (<50٪) ۽ ننڍي سائيز حاصل نه ٿي ڪري سگھجي (قطر <0.9 ملي ايم).ان کان علاوه، اهو مشڪل ٿي ويو آهي ته سمارٽ ٽيڪسٽائل جي نمونن کي بنائڻ جي طريقن مان ٺاهيو وڃي جيڪي تيز ڪنارن جي ضرورت هونديون آهن.سمارٽ ٽيڪسٽائل جي وسيع رينج ٺاهڻ لاء، Maziz et al.Electroactive wearable Textiles ٺاهيا ويا آهن ۽ ٺاهيا ويا آهن برقي حساس پوليمر ٿريڊ 46.
تازن سالن ۾، هڪ نئين قسم جي Thermosensitive مصنوعي عضلتون سامهون آيون آهن، جيڪي انتهائي موڙيندڙ، سستا پوليمر فائبر 47,48 مان ٺهيل آهن.اهي فائبر ڪمرشل طور تي دستياب آهن ۽ آسانيءَ سان وُوڻ يا وُوڻ ۾ شامل ڪيا ويا آهن ته جيئن سستي سمارٽ ڪپڙا پيدا ڪري سگهجن.ترقيءَ جي باوجود، هنن نئين گرميءَ سان حساس ٽيڪسٽائلن کي گرمي ۽ کولنگ جي ضرورت جي ڪري محدود جوابي وقت آهن (مثال طور گرميءَ تي ڪنٽرول ٿيل ٽيڪسٽائيل) يا پيچيده بناوت ۽ اڻيل نمونن ٺاهڻ ۾ ڏکيائي جيڪي گهربل خرابيون ۽ حرڪتون پيدا ڪرڻ لاءِ پروگرام ڪري سگهجن ٿيون. .مثالن ۾ شامل آهن ريڊيل توسيع، 2D کان 3D شڪل جي تبديلي، يا ٻه طرفي توسيع، جيڪا اسان هتي پيش ڪريون ٿا.
انهن مٿي ذڪر ڪيل مسئلن کي دور ڪرڻ لاءِ، هي آرٽيڪل پيش ڪري ٿو هڪ نئون فلوڊ تي هلندڙ سمارٽ ٽيڪسٽائل جيڪو اسان جي تازو متعارف ڪرايل نرم مصنوعي عضلاتي فائبر (AMF) 49,50,51 مان ٺهيل آهي.AMFs انتهائي لچڪدار، اسپيبلبل آهن ۽ 0.8 ملي ميٽر جي قطر تائين گھٽائي سگهجن ٿا ۽ وڏي ڊگھائي (گهٽ ۾ گهٽ 5000 ملي ميٽر)، پيش ڪن ٿا هڪ اعليٰ اسپيڪٽ ريشو (ڊگھائي کان قطر) ۽ ان سان گڏ وڌيڪ ڊگهو (گهٽ ۾ گهٽ 245٪)، اعلي توانائي. ڪارڪردگي، 20Hz تيز جواب کان گهٽ).سمارٽ ٽيڪسٽائل ٺاهڻ لاءِ، اسان AMF کي استعمال ڪريون ٿا هڪ فعال يارن جي طور تي 2D فعال عضلتون پرت ٺاهڻ لاءِ بنان ۽ واڻڻ جي ٽيڪنڪ ذريعي.اسان مقداري طور تي انهن "سمارٽ" بافتن جي توسيع جي شرح ۽ ضبطي قوت جو اڀياس ڪيو آهي سيال جي مقدار ۽ پهچائڻ واري دٻاءَ جي لحاظ کان.تجزياتي ماڊل ٺاهيا ويا آهن جيڪي ٺهيل ۽ اڻيل چادرن لاء ڊگهي قوت جو تعلق قائم ڪرڻ لاء.اسان سمارٽ ٽيڪسٽائلز لاءِ ملٽي موڊل موومينٽ لاءِ ڪيترائي ميخانياتي پروگرامنگ ٽيڪنڪ پڻ بيان ڪريون ٿا، جن ۾ ٻه طرفي توسيع، موڙيندڙ، ريڊيل توسيع، ۽ 2D کان 3D تائين منتقلي جي صلاحيت شامل آهن.اسان جي نقطه نظر جي طاقت کي ظاهر ڪرڻ لاء، اسان پڻ AMF کي تجارتي ڪپڙي يا ڪپڙي ۾ ضم ڪنداسين انهن جي جوڙجڪ کي غير فعال کان فعال ساختن ۾ تبديل ڪرڻ لاء جيڪي مختلف خرابين جو سبب بڻجن ٿا.اسان هن تصور کي ڪيترن ئي تجرباتي ٽيسٽ بينچن تي پڻ ڏيکاريو آهي، جن ۾ گهربل اکر پيدا ڪرڻ لاءِ ٿريڊن جو پروگراميبل موڙيندڙ ۽ شڪل بدلائڻ واري حياتياتي ساخت کي شين جي شڪل ۾ تبديل ڪرڻ جهڙوڪ تتلين، چوڏهين ڍانچي ۽ گلن تي مشتمل آهي.
ٽيڪسٽائل لچڪدار ٻه طرفي ڍانچيون آهن جيڪي پاڻ ۾ ٺهيل هڪ طرفي ڌاڙن جهڙوڪ يارن، ڌاڙن ۽ فائبرن مان ٺهيل آهن.ٽيڪسٽائل انسانيت جي قديم ترين ٽيڪنالاجي مان هڪ آهي ۽ زندگي جي سڀني شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويندو آهي ان جي آرام، موافقت، سانسائي، جمالياتي ۽ تحفظ جي ڪري.سمارٽ ٽيڪسٽائل (جنهن کي سمارٽ ڪپڙا يا روبوٽڪ فيبرڪس پڻ چيو ويندو آهي) روبوٽڪ ايپليڪيشنز 20,52 ۾ انهن جي وڏي صلاحيت جي ڪري تحقيق ۾ تيزيءَ سان استعمال ٿي رهيا آهن.سمارٽ ٽيڪسٽائل واعدو ڪن ٿا ته نرم شين سان رابطي جي انساني تجربي کي بهتر بڻائڻ، فيلڊ ۾ هڪ پيراڊم شفٽ ۾ داخل ٿيڻ جتي ٿلهي، لچڪدار ڪپڙي جي حرڪت ۽ قوتن کي خاص ڪم انجام ڏيڻ لاءِ ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو.هن مقالي ۾، اسان اسان جي تازي AMF49 جي بنياد تي سمارٽ ٽيڪسٽائل جي پيداوار لاء ٻه طريقا ڳوليندا آهيون: (1) روايتي ڪپڙي جي پيداوار واري ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي سمارٽ ٽيڪسٽائل ٺاهڻ لاء AMF کي فعال يارن طور استعمال ڪريو؛(2) AMF داخل ڪريو سڌي طرح روايتي ڪپڙن ۾ گهربل حرڪت ۽ خرابي کي متحرڪ ڪرڻ لاءِ.
AMF هڪ اندروني سلڪون ٽيوب تي مشتمل آهي هائيڊولڪ پاور سپلائي ڪرڻ لاءِ ۽ ان جي ريڊيل توسيع کي محدود ڪرڻ لاءِ هڪ خارجي هيليڪل ڪوئل.اهڙيء طرح، AMFs ڊگھي طور تي ڊگھي ٿي ويندي آهي جڏهن دٻاء لاڳو ڪيو ويندو آهي ۽ بعد ۾ دٻاء جاري ٿيڻ تي انهن جي اصلي ڊيگهه ڏانهن موٽڻ لاء ڪانٽريڪٽيل قوتن کي ڏيکاري ٿو.انهن وٽ خاصيتون آهن جهڙوڪ روايتي فائبر، جن ۾ لچڪدار، ننڍو قطر ۽ ڊگهو ڊگهو شامل آهن.بهرحال، AMF ان جي روايتي هم منصب جي ڀيٽ ۾ حرڪت ۽ طاقت جي لحاظ کان وڌيڪ فعال ۽ ڪنٽرول آهي.سمارٽ ٽيڪسٽائلز ۾ تازي تيزيءَ سان ترقيءَ کان متاثر ٿي، هتي اسان چار اهم طريقا پيش ڪريون ٿا سمارٽ ٽيڪسٽائل تيار ڪرڻ لاءِ AMF کي لاڳو ڪندي هڪ ڊگهي قائم ٿيل ڪپڙو ٺاهڻ واري ٽيڪنالاجي (Figure 1).
پهريون طريقو آهي ڪپڙو.اسان ويفٽ نِٽنگ ٽيڪنالوجي کي استعمال ڪريون ٿا هڪ رد عمل وارو بناو ٿيل ڪپڙو پيدا ڪرڻ لاءِ جيڪو هائيڊولڪ طور تي ڪم ڪرڻ تي هڪ طرفي طرف ظاهر ٿئي ٿو.بنايل چادرون ڏاڍا لچڪدار ۽ لچڪدار هونديون آهن پر اڻيل چادرن جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ آسانيءَ سان اڀرڻ لڳن ٿيون.ڪنٽرول جي طريقي تي منحصر ڪري، AMF انفرادي قطار يا مڪمل مصنوعات ٺاهي سگھي ٿو.فليٽ چادرن جي علاوه، ٽيوبولر بنائڻ جا نمونا پڻ AMF جي سوراخ جي جوڙجڪ جي تعمير لاء مناسب آهن.ٻيو طريقو آهي واڻڻ، جتي اسان ٻه AMFs استعمال ڪندا آهيون وارپ ۽ ويفٽ کي هڪ مستطيل اڻيل شيٽ ٺاهڻ لاءِ جيڪا آزاديءَ سان ٻن طرفن ۾ وڌي سگهي ٿي.اڻيل چادرون بناوٽ ٿيل چادرن کان وڌيڪ ڪنٽرول (ٻنهي طرفن ۾) مهيا ڪن ٿيون.اسان AMF کي روايتي يارن مان به واڻيو آهي ته جيئن هڪ سادو اڻيل شيٽ ٺاهيو وڃي جيڪا صرف هڪ طرفن کان اڻڄاڻ ٿي سگهي ٿي.ٽيون طريقو - شعاع جي توسيع - هڪ قسم جي ورهاڱي واري ٽيڪنڪ آهي، جنهن ۾ AMPs هڪ مستطيل ۾ نه، پر هڪ سرپل ۾ واقع آهن، ۽ ڌاڙا ريڊيل رڪاوٽ فراهم ڪن ٿا.انهي حالت ۾، چوٽي شعاعي طور تي اندر جي دٻاء هيٺ وڌندي آهي.هڪ چوٿون طريقو اهو آهي ته AMF کي غير فعال ڪپڙي جي هڪ شيٽ تي لٺڻ لاء گهربل هدايت ۾ موڙيندڙ حرڪت ٺاهي.اسان غير فعال بريڪ آئوٽ بورڊ کي ان جي ڪنڊ جي چوڌاري AMF کي هلائڻ سان هڪ فعال بريڪ آئوٽ بورڊ ۾ ٻيهر ترتيب ڏنو آهي.AMF جي هي پروگرام قابل فطرت بايو-انسپائرڊ شڪل تبديل ڪرڻ واري نرم جوڙجڪ لاءِ بيشمار امڪانن کي کولي ٿي جتي اسان غير فعال شين کي فعال شين ۾ تبديل ڪري سگهون ٿا.اهو طريقو سادو، آسان ۽ تيز آهي، پر پروٽوٽائپ جي ڊگهي عمر کي سمجهي سگهي ٿو.پڙهندڙ کي ادب ۾ ٻين طريقن جو حوالو ڏنو ويو آهي جيڪي تفصيل سان هر ٽشو ملڪيت جي طاقت ۽ ڪمزورين کي 21,33,34,35.
روايتي ڪپڙا ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ اڪثر ڌاڙا يا يارن غير فعال ساختن تي مشتمل هوندا آهن.هن ڪم ۾، اسان اسان جي اڳوڻي ترقي يافته AMF استعمال ڪندا آهيون، جيڪو ميٽر جي ڊيگهه ۽ ذيلي ملي ميٽر قطر تائين پهچي سگهي ٿو، روايتي غير فعال ٽيڪسٽائل يارن کي AFM سان تبديل ڪرڻ لاء، ايپليڪيشنن جي وسيع رينج لاء ذهين ۽ فعال ڪپڙا ٺاهڻ لاء.هيٺيون حصا سمارٽ ٽيڪسٽائل پروٽوٽائپ ٺاهڻ لاءِ تفصيلي طريقا بيان ڪن ٿا ۽ انهن جا مکيه ڪم ۽ رويي پيش ڪن ٿا.
اسان هٿ سان ٺاهيل ٽي AMF جرسيون weft nitting ٽيڪنڪ (Fig. 2A) استعمال ڪندي.AMFs ۽ پروٽوٽائپس لاءِ مواد جي چونڊ ۽ تفصيلي وضاحتون طريقن جي سيڪشن ۾ ملي سگھن ٿيون.هر AMF هڪ وائننگ رستو (جنهن کي رستو به سڏيو ويندو آهي) جي پٺيان لڳندو آهي جيڪو هڪ سميٽري لوپ ٺاهيندو آهي.هر قطار جا لوپ انهن جي مٿان ۽ هيٺان قطار جي لوپ سان مقرر ڪيا ويا آهن.ھڪڙي ڪالمن جي ڇنڊن کي ھڪڙي ھڪڙي ھڪڙي شافٽ ۾ گڏ ڪيو ويندو آھي.اسان جو ٺهيل پروٽوٽائپ ٽن قطارن تي مشتمل آهي ست سِينچن (يا ست سِينچ) هر قطار ۾.مٿيون ۽ هيٺيون رنڊڪون مقرر نه آهن، تنهنڪري اسان انهن کي لاڳاپيل ڌاتو جي ڇنڊن سان ڳنڍي سگهون ٿا.AMF جي وڌيڪ سختي جي ڪري روايتي يارن جي مقابلي ۾ AMF جي وڌيڪ سختي سبب، بنا ٿيل پروٽوٽائپس روايتي بناوٽ واري ڪپڙي جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ آساني سان نڪتل آهن.تنهن ڪري، اسان ڀرسان قطار جي لوپس کي پتلي لچڪدار ڪنڊن سان ڳنڍيو.
مختلف سمارٽ ٽيڪسٽائل پروٽوٽائپس کي مختلف AMF ترتيبن سان لاڳو ڪيو پيو وڃي.(الف) ٽي AMF مان ٺهيل چادر.(ب) ٻن AMFs جي بائيڊائريشنل وون شيٽ.(C) AMF ۽ acrylic يارن مان ٺهيل اڻ سڌيءَ اڻيل شيٽ 500g جو وزن برداشت ڪري سگهي ٿي، جيڪو ان جي وزن (2.6g) کان 192 ڀيرا وڌيڪ آهي.(D) هڪ AMF ۽ ڪپهه جي يارن سان شعاع جي حد تائين ريڊيل طور تي وڌائڻ واري جوڙجڪ.تفصيلي وضاحتون ڳولي سگهجن ٿيون طريقن جي سيڪشن ۾.
جيتوڻيڪ هڪ بنت جا زگزيگ لوپ مختلف طرفن ۾ پکڙيل هوندا آهن، اسان جي پروٽوٽائپ بننا بنيادي طور تي دٻاء هيٺ لوپ جي هدايت ۾ وڌندي آهي ڇاڪاڻ ته سفر جي هدايت ۾ حدن جي ڪري.هر AMF جي ڊگھائي کي ٺهيل شيٽ جي ڪل ايراضيء کي وڌائڻ ۾ مدد ڪري ٿي.مخصوص ضرورتن تي مدار رکندي، اسان ٽن AMFs کي آزاديءَ سان ڪنٽرول ڪري سگھون ٿا ٽن مختلف مايع ذريعن (Figure 2A) کان يا هڪ ئي وقت هڪ fluid Source کان 1-to-3 fluid distributor ذريعي.انجير تي.2A هڪ ٺهيل پروٽوٽائپ جو هڪ مثال ڏيکاري ٿو، جنهن جي شروعاتي ايراضي 35٪ وڌائي ٿي جڏهن ته ٽي ايم پيز (1.2 MPa) تي دٻاء لاڳو ٿئي ٿي.خاص طور تي، AMF ان جي اصل ڊيگهه جي گھٽ ۾ گھٽ 250٪ جي اعلي ڊگھائي حاصل ڪري ٿي 49 پوء بنا ٿيل چادر موجوده نسخن کان به وڌيڪ وڌائي سگھي ٿو.
اسان ٻن AMFs مان ٺهيل ٻه طرفي بنو شيٽ پڻ ٺاهيا آهن سادو ويو ٽيڪنڪ استعمال ڪندي (شڪل 2B).AMF وارپ ۽ ويفٽ ساڄي ڪنارن تي ڳنڍيا ويندا آهن، هڪ سادي ڪراس ڪراس نموني ٺاهيندا آهن.اسان جي پروٽوٽائپ جي بناوت کي هڪ متوازن سادو ڄار جي طور تي درجه بندي ڪيو ويو آهي ڇاڪاڻ ته ٻنهي وارپ ۽ ويفٽ يارن کي هڪ ئي يارن جي ماپ مان ٺاهيو ويو هو (تفصيل لاءِ طريقا سيڪشن ڏسو).عام ڌاڙن جي برعڪس جيڪي تيز فولڊ ٺاهي سگهن ٿا، لاڳو ٿيل AMF کي هڪ خاص موڙيندڙ ريڊيس جي ضرورت هوندي آهي جڏهن ورڻ واري نموني جي ڪنهن ٻئي سلسلي ڏانهن موٽندي آهي.تنهن ڪري، AMP مان ٺهيل اڻيل چادرون روايتي اڻيل ڪپڙي جي مقابلي ۾ گهٽ کثافت هونديون آهن.AMF-قسم جي S (ٻاهرئين قطر 1.49 ملي ميٽر) ۾ گھٽ ۾ گھٽ موڙيندڙ ريڊيس 1.5 ملي ميٽر آھي.مثال طور، اسان هن آرٽيڪل ۾ پيش ڪيل پروٽوٽائپ جو هڪ 7 × 7 ٿريڊ جو نمونو آهي جتي هر چونڪ کي پتلي لچڪدار ڪنڊ جي ڳٽ سان مستحڪم ڪيو ويندو آهي.استعمال ڪندي، ساڳيء طرح ٺهيل ٽيڪنڪ، توهان وڌيڪ تارون حاصل ڪري سگهو ٿا.
جڏهن لاڳاپيل AMF فلوئڊ پريشر حاصل ڪري ٿو، اڻيل شيٽ پنهنجي علائقي کي وارپ يا ويفٽ جي طرف وڌائي ٿي.تنهن ڪري، اسان ٻن AMPs تي لاڳو ٿيل انٽ پريشر جي مقدار کي آزاد طور تي تبديل ڪندي برائيڊ شيٽ (ڊگھائي ۽ چوڻي) جي طول و عرض کي ڪنٽرول ڪيو.انجير تي.2B هڪ اڻيل پروٽوٽائپ ڏيکاري ٿو جيڪو وڌايو ويو ان جي اصل علائقي جي 44٪ تائين جڏهن ته هڪ AMP (1.3 MPa) تي دٻاءُ لاڳو ڪيو.ٻن AMFs تي دٻاء جي ھڪڙي عمل سان، ايراضي 108٪ وڌائي.
اسان هڪ واحد AMF مان ورپ ۽ ايڪريلڪ يارن سان ويفٽ (شڪل 2C) سان هڪ اڻ سڌي اڻيل شيٽ پڻ ٺاهي آهي.AMFs کي ست زگ زيگ قطارن ۾ ترتيب ڏنو ويو آهي ۽ ڌاڙا AMF جي انهن قطارن کي گڏ ڪري ڪپڙي جي مستطيل شيٽ ٺاهيندا آهن.هي اڻيل پروٽوٽائپ تصوير 2B جي ڀيٽ ۾ گھڻائي هئي، نرم ايڪريل ٿريڊن جي مهرباني جيڪي آساني سان پوري شيٽ کي ڀريندا هئا.ڇاڪاڻ ته اسان صرف هڪ AMF کي وارپ طور استعمال ڪندا آهيون، اڻيل شيٽ صرف دٻاء هيٺ وارپ ڏانهن وڌائي سگهي ٿي.شڪل 2C هڪ اڻيل پروٽوٽائپ جو هڪ مثال ڏيکاري ٿو جنهن جي شروعاتي ايراضي 65٪ وڌائي دٻاء سان وڌي ٿي (1.3 MPa).ان کان علاوه، هي چوٽي وارو ٽڪرو (وزن 2.6 گرام) 500 گرام جو وزن کڻندو، جيڪو ان جي وزن کان 192 ڀيرا آهي.
AMF کي zigzag نموني ۾ ترتيب ڏيڻ جي بدران مستطيل اڻيل شيٽ ٺاھڻ لاءِ، اسان AMF جي ھڪ فليٽ سرپل شڪل ٺاھيو، جنھن کي پوءِ ھڪ گول بُني چادر (شڪل 2D) ٺاھڻ لاءِ ڪپهه جي سوت سان ريڊيائي طور تي بند ڪيو ويو.AMF جي اعلي سختي ان جي پليٽ جي تمام مرڪزي علائقي جي ڀرڻ کي محدود ڪري ٿي.بهرحال، هي پيڊنگ لچڪدار يارن يا لچڪدار ڪپڙن مان ٺاهي سگهجي ٿو.هائيڊولڪ پريشر حاصل ڪرڻ تي، AMP ان جي ڊگھائي ويڪرائي کي شيٽ جي ريڊيل توسيع ۾ تبديل ڪري ٿو.اهو پڻ نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته سرپل جي شڪل جي ٻاهرئين ۽ اندروني قطر ٻنهي جي شعاع جي حد تائين وڌائي رهيا آهن.شڪل 2D ڏيکاري ٿو ته 1 MPa جي لاڳو ٿيل هائيڊولڪ پريشر سان، گول شيٽ جي شڪل ان جي اصل علائقي جي 25٪ تائين وڌي ٿي.
اسان هتي سمارٽ ٽيڪسٽائل ٺاهڻ لاءِ هڪ ٻيو طريقو پيش ڪريون ٿا جتي اسان هڪ AMF کي ڪپڙي جي هڪ لوڻ واري ٽڪري تي چمڪيون ٿا ۽ ان کي غير فعال کان فعال طور تي ڪنٽرول ٿيل ڍانچي ڏانهن ٻيهر ترتيب ڏيو.موڙيندڙ ڊرائيو جي ڊيزائن آريگرام تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.3A، جتي AMP کي وچ ۾ ويڙهيو ويو آهي ۽ چپکڻ جي طور تي ڊبل رخا ٽيپ استعمال ڪندي ناقابل برداشت ڪپڙي جي پٽي (سوتي ململ جي ڪپڙي) سان چپ ڪيو ويو آهي.هڪ دفعو سيل ڪيو ويو، AMF جي چوٽي کي وڌائڻ لاء آزاد آهي، جڏهن ته هيٺيون ٽيپ ۽ ڪپڙي طرفان محدود آهي، جنهن جي ڪري پٽي ڪپڙي ڏانهن موڙي ٿي.اسان بينڊ ايڪٽيوٽر جي ڪنهن به حصي کي ڪٿي به غير فعال ڪري سگھون ٿا صرف ان تي ٽيپ جي هڪ پٽي چپڪائي.هڪ غير فعال حصو منتقل نٿو ڪري سگهي ۽ هڪ غير فعال حصو بڻجي وڃي.
AMF کي روايتي ڪپڙن تي چڙهڻ سان ڪپڙا ٻيهر ترتيب ڏنل آهن.(الف) موڙيندڙ ڊرائيو لاءِ ڊيزائن جو تصور هڪ فولڊ ٿيل AMF کي هڪ ناقابل برداشت ڪپڙي تي گلو ڪندي ٺاهيل آهي.(ب) ايڪٽيوٽر پروٽوٽائپ جو موڙ.(سي) هڪ مستطيل ڪپڙي جي ٻيهر ترتيب ڏيڻ هڪ فعال چار پيرن واري روبوٽ ۾.غير لچڪدار ڪپڙو: ڪپهه جي جرسي.اسٽريچ ڪپڙو: پالئیےسٹر.تفصيلي وضاحتون ڳولي سگهجن ٿيون طريقن جي سيڪشن ۾.
اسان مختلف لمبائي جا ڪيترائي پروٽوٽائپ موڙيندڙ ايڪٽيوٽر ٺاهيا ۽ انهن کي هائيڊولڪس سان دٻاءُ وڌو ته جيئن موڙيندڙ حرڪت (شڪل 3B).خاص طور تي، AMF کي سڌي لڪير ۾ رکي سگھجي ٿو يا گھڻن موضوعن کي ٺاھڻ لاءِ فولڊ ڪري سگھجي ٿو ۽ پوءِ ھڪڙي موڙيندڙ ڊرائيو کي ٺاھڻ لاءِ ڪپڙي سان ڳنڍيو وڃي ٿو مناسب تعداد جي ٿريڊن سان.اسان غير فعال ٽائيسو شيٽ کي هڪ فعال ٽيٽراپڊ ڍانچي (شڪل 3C) ۾ پڻ تبديل ڪيو، جتي اسان AMF کي مستطيل ناقابل برداشت ٽائيسو (ڪپڙي ململ ڪپڙو) جي سرحدن کي روٽ ڪرڻ لاء استعمال ڪيو.AMP ڪپڙي سان ڳنڍيل آهي هڪ ٽڪرا ٻه طرفي ٽيپ سان.هر ڪنڊ جي وچ ۾ غير فعال ٿيڻ لاء ٽيپ ڪيو ويو آهي، جڏهن ته چار ڪنڊون فعال رهن ٿا.اسٽريچ فيبرڪ مٿاهون ڍڪ (پوليسٽر) اختياري آهي.ڪپڙي جي چار ڪنڊن کي موڙيو (ڏسڻ ٽنگون) جڏهن دٻايو وڃي.
اسان ترقي يافته سمارٽ ٽيڪسٽائل جي خاصيتن کي مقداري طور تي مطالعو ڪرڻ لاءِ هڪ ٽيسٽ بينچ ٺاهي آهي (ڏسو طريقا سيڪشن ۽ ضمني شڪل S1).جيئن ته سڀئي نمونا AMF جا ٺهيل هئا، تجرباتي نتيجن جو عام رجحان (Fig. 4) AMF جي مکيه خاصيتن سان مطابقت رکي ٿو، يعني، انٽ پريشر سڌو سنئون انٽليٽ لونگ جي تناسب سان آهي ۽ گهٽ ۾ گهٽ ڪمپريشن قوت سان متناسب آهي.بهرحال، اهي سمارٽ ڪپڙا منفرد خاصيتون آهن جيڪي انهن جي مخصوص ترتيبن کي ظاهر ڪن ٿيون.
سمارٽ ٽيڪسٽائل ترتيبن جون خاصيتون.(A, B) انٽ پريشر ۽ آئوٽليٽ جي ڊگھائي ۽ اڻيل چادرن لاءِ قوت لاءِ هسٽريسس وکر.(ج) اڻيل چادر جي ايراضيءَ کي وڌائڻ.(D,E) ان پٽ پريشر ۽ آئوٽ پُٽ ڊگھائي جي وچ ۾ لاڳاپو ۽ نٽ ڪپڙن لاءِ قوت.(F) شعاع جي توسيع واري اڏاوتن جي ايراضيءَ جو واڌارو.(G) موڙيندڙ ڊرائيو جي ٽن مختلف ڊگھائي جي موڙيندڙ زاوي.
ونيل شيٽ جي هر AMF کي 1 MPa جي انٽ پريشر جي تابع ڪيو ويو ته جيئن تقريباً 30٪ ڊگھائي پيدا ٿئي (Fig. 4A).اسان ھن حد کي پوري تجربي لاءِ ڪيترن ئي سببن جي ڪري چونڊيو آھي: (1) ھڪ اھم ڊگھائي (تقريبن 30٪) ٺاھڻ لاءِ انھن جي hysteresis وکر تي زور ڏيڻ لاءِ، (2) سائيڪل کي مختلف تجربن کان روڪڻ ۽ ٻيهر استعمال لائق پروٽوٽائپس جي نتيجي ۾ حادثاتي نقصان يا ناڪامي..اعلي سيال دٻاء هيٺ.مئل زون واضح طور تي نظر اچي ٿو، ۽ چوٽي بيڪار رهي ٿي جيستائين انٽ پريشر 0.3 MPa تائين پهچي.پريشر ايلونگيشن هسٽريسس پلاٽ پمپنگ ۽ ڇڏڻ واري مرحلن جي وچ ۾ هڪ وڏو خال ڏيکاري ٿو، اهو ظاهر ڪري ٿو ته توانائي جو هڪ اهم نقصان آهي جڏهن اڻيل شيٽ پنهنجي حرڪت کي توسيع کان ڇڪڻ تائين تبديل ڪري ٿي.(تصوير 4A).1 MPa جي انٽ پريشر حاصل ڪرڻ کان پوء، اڻيل شيٽ 5.6 N (Fig. 4B) جي هڪ ٽڪرائي قوت کي استعمال ڪري سگهي ٿي.پريشر-فورس هسٽريسس پلاٽ پڻ ڏيکاري ٿو ته ري سيٽ وکر لڳ ڀڳ پريشر بلڊ اپ وکر سان اوورليپ ڪري ٿو.اڻيل شيٽ جي ايراضيءَ جي توسيع جو دارومدار هر ٻن AMF تي لاڳو ٿيل دٻاءُ جي مقدار تي آهي، جيئن 3D مٿاڇري واري پلاٽ ۾ ڏيکاريل آهي (شڪل 4C).تجربا اهو پڻ ڏيکارين ٿا ته هڪ اڻيل شيٽ 66٪ جي ايراضيء جي توسيع پيدا ڪري سگهي ٿي جڏهن ان جي وارپ ۽ ويفٽ AMFs هڪ ئي وقت 1 MPa جي هائيڊولڪ پريشر جي تابع آهن.
ٺهيل شيٽ لاءِ تجرباتي نتيجا اڻيل شيٽ سان هڪجهڙائي ڏيکارين ٿا، جنهن ۾ ٽينشن-پريشر ڊراگرام ۽ اوورليپنگ پريشر-فورس وکر ۾ هڪ وسيع هسٽريسس گيپ شامل آهي.ٺهيل شيٽ 30٪ جي وڌاء ڏيکاري ٿي، جنهن کان پوء 1 MPa (Fig. 4D، E) جي انٽ پريشر تي کمپريشن قوت 9 N هئي.
گول اڻيل چادر جي صورت ۾، ان جي شروعاتي ايراضي 1 MPa (Fig. 4F) جي مائع دٻاء جي نمائش کان پوء ابتدائي علائقي جي مقابلي ۾ 25٪ وڌي وئي.ان کان اڳ جو نمونو وڌڻ شروع ٿئي، اتي 0.7 MPa تائين ھڪڙو وڏو انٽ پريشر ڊيڊ زون آھي.هي وڏي مئل زون جي توقع ڪئي وئي هئي جيئن نمونا وڏن AMFs مان ٺهيل هئا جن کي انهن جي ابتدائي دٻاء تي قابو ڪرڻ لاء اعلي دٻاء جي ضرورت آهي.انجير تي.4F اهو پڻ ڏيکاري ٿو ته ڇڏڻ وارو وکر تقريبا دٻاء وڌائڻ واري وکر سان ٺهڪي اچي ٿو، گهٽ توانائي جي نقصان کي ظاهر ڪري ٿو جڏهن ڊسڪ حرڪت کي تبديل ڪيو ويندو آهي.
ٽن موڙيندڙ عملن لاءِ تجرباتي نتيجا (ٽشو ريڪنفيگريشن) ڏيکارين ٿا ته انهن جي هسٽريسس وکر ساڳي نموني (Figure 4G) آهي، جتي اهي کڻڻ کان اڳ 0.2 MPa تائين انليٽ پريشر ڊيڊ زون جو تجربو ڪن ٿا.اسان مائع جي ساڳي مقدار کي لاڳو ڪيو (0.035 ml) ٽن موڙيندڙ ڊرائيو تي (L20، L30 ۽ L50 ملي ايم).بهرحال، هر عمل ڪندڙ مختلف دٻاء جي چوٽي جو تجربو ڪيو ۽ مختلف موڙيندڙ زاويه ٺاهيا.L20 ۽ L30 mm actuators 0.72 ۽ 0.67 MPa جي انٽ پريشر جو تجربو ڪيو، بالترتيب 167 ° ۽ 194 ° جي موڙيندڙ زاوين تائين پھچي.سڀ کان ڊگھي موڙيندڙ ڊرائيو (ڊگھائي 50 ملي ايم) 0.61 ايم پي اي جو دٻاءُ برداشت ڪيو ۽ وڌ ۾ وڌ موڙيندڙ زاويه 236 ° تي پهچي ويو.پريشر اينگل هسٽريسس پلاٽ پڻ ظاهر ڪيو نسبتا وڏي فرق جي وچ ۾ دٻاءُ ۽ ڇڏڻ واري وکر سڀني ٽن موڙيندڙ ڊرائيو لاءِ.
مٿين سمارٽ ٽيڪسٽائل ترتيبن لاءِ ان پٽ جي مقدار ۽ آئوٽ پُٽ پراپرٽيز (ڊگهي، قوت، علائقي جي توسيع، موڙيندڙ زاويه) جي وچ ۾ تعلق ضمني شڪل S2 ۾ ڳولهي سگھجي ٿو.
اڳئين حصي ۾ تجرباتي نتيجا واضح طور تي لاڳو ٿيل انٽ پريشر ۽ AMF نمونن جي آئوٽليٽ ڊگھائي جي وچ ۾ تناسب لاڳاپا ظاهر ڪن ٿا.AMB جيترو مضبوط هوندو آهي، اوترو وڌيڪ ڊگهو ٿيندو آهي ۽ وڌيڪ لچڪدار توانائي ان ۾ جمع ٿيندي آهي.انهيءَ ڪري، ان کي اوترو وڌيڪ دٻاءُ وارو قوت استعمال ڪري ٿو.نتيجا پڻ ڏيکاريا ويا آهن ته نموني پنهنجي وڌ ۾ وڌ کمپريشن قوت تي پهچي ويا جڏهن انٽ پريشر مڪمل طور تي هٽايو ويو.هن سيڪشن جو مقصد آهي ته ٺهيل ۽ اڻيل چادرن جي وڌ ۾ وڌ ڇڪڻ ۽ وڌ ۾ وڌ ڇڪڻ واري قوت جي وچ ۾ هڪ سڌي تعلق قائم ڪرڻ لاءِ تجزياتي ماڊلنگ ۽ تجرباتي تصديق جي ذريعي.
ھڪڙي AMF جي وڌ ۾ وڌ ڪانٽريڪٽائيل فورس (انٽليٽ پريشر P = 0 تي) ريف 49 ۾ ڏنو ويو ۽ ھيٺ ڏنل طور تي ٻيهر متعارف ڪرايو ويو:
انھن مان، α، E، ۽ A0 آھن تنبيھ عنصر، نوجوان جي ماڊلس، ۽ سلڪون ٽيوب جي پار-سيڪشن واري علائقي، ترتيب سان؛k سرپل ڪوئل جي سختي جي کوٽائي آهي؛x ۽ li آفسيٽ ۽ شروعاتي ڊگھائي آھن.AMP، ترتيب سان.
صحيح مساوات.(1) مثال طور ٺهيل ۽ اڻيل چادرون وٺو (تصوير 5A، B).ٺهيل پيداوار Fkv ۽ اڻيل پيداوار Fwh جي ڇڪڻ واري قوتن کي ترتيب سان مساوات (2) ۽ (3) ذريعي ظاهر ڪيو ويو آهي.
جتي mk لوپ جو تعداد آھي، φp آھي انجيڪشن دوران ٺاھيل ڪپڙي جو لوپ زاويو (Fig. 5A)، mh آھي ٿريڊن جو تعداد، θhp آھي انجيڪشن دوران بنا ٿيل ڪپڙي جو انجڻ جو زاويو (Fig. 5B)، εkv εwh ٺهيل چادر آهي ۽ اڻيل شيٽ جي خرابي، F0 سرپل ڪوئل جي شروعاتي ٽينشن آهي.مساوات جي تفصيلي نڪتل.(2) ۽ (3) مدد ڪندڙ معلومات ۾ ڳولهي سگهجن ٿا.
ڊگھائي-قوت رشتي لاء هڪ تجزياتي ماڊل ٺاهيو.(الف، ب) تجزياتي نموني جا نمونا ٺهيل ۽ اڻيل چادرن لاءِ، ترتيب وار.(سي، ڊي) تجزياتي ماڊلز جو مقابلو ۽ ٺهيل ۽ اڻيل چادرن لاءِ تجرباتي ڊيٽا.RMSE روٽ جو مطلب چورس غلطي.
ترقي يافته ماڊل کي جانچڻ لاءِ، اسان تصوير 2A ۾ ٺهيل نمونن ۽ تصوير 2B ۾ چوٽي جا نمونا استعمال ڪندي ڊگھائي تجربا ڪيا.هر بند ٿيل توسيع لاءِ 0٪ کان 50٪ تائين 5٪ واڌ ۾ ڪنٽريڪشن فورس ماپ ڪئي وئي.پنجن آزمائشن جو مطلب ۽ معياري انحراف تصوير 5C (بننا) ۽ شڪل 5D (بنڻ) ۾ پيش ڪيو ويو آھي.تجزياتي ماڊل جا وکر مساواتن جي ذريعي بيان ڪيا ويا آهن.پيرا ميٽرز (2) ۽ (3) جدول ۾ ڏنل آهن.1. نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته تجزياتي ماڊل تجرباتي ڊيٽا سان سٺي معاهدي ۾ آهي پوري لوڻ واري حد جي روٽ مطلب چورس غلطي (RMSE) سان 0.34 N نٽ ڪپڙن لاءِ، 0.21 N لاءِ AMF H (افقي طرف) ۽ 0.17 N اڻيل AMF لاء.V (عمودي طرف).
بنيادي تحريڪن کان علاوه، تجويز ڪيل سمارٽ ٽيڪسٽائل کي ميڪانياتي طور تي پروگرام ڪري سگهجي ٿو ته جيئن وڌيڪ پيچيده حرڪتون مهيا ڪن، جهڙوڪ S-bend، شعاع جي ڀڃڪڙي، ۽ 2D کان 3D خرابي.اسان هتي پيش ڪريون ٿا ڪيترن ئي طريقن کي پروگرام ڪرڻ لاءِ فليٽ سمارٽ ٽيڪسٽائل کي گهربل جوڙجڪ ۾.
ڊوميسائيل کي لڪير جي طرف وڌائڻ کان علاوه، اڻ سڌي طرح اڻيل چادرون ميخانياتي طور پروگرام ڪري سگھجن ٿيون ته جيئن ملٽي موڊل موومينٽ (Fig. 6A).اسان بريڊ شيٽ جي واڌ کي موڙيندڙ حرڪت جي طور تي ٻيهر ترتيب ڏيون ٿا، ان جي هڪ منهن (مٿي يا هيٺان) کي سلائي ڌاڳي سان محدود ڪري ٿو.چادرن کي دٻاء هيٺ بائونڊنگ مٿاڇري ڏانهن موڙيندو آهي.انجير تي.6A وون پينلز جا ٻه مثال ڏيکاري ٿو جيڪي S-شڪل ٿي ويندا آهن جڏهن هڪ اڌ مٿي واري پاسي کان تنگ ڪيو ويندو آهي ۽ ٻيو اڌ هيٺين پاسي کان تنگ هوندو آهي.متبادل طور تي، توهان هڪ سرکلر موڙيندڙ حرڪت ٺاهي سگهو ٿا جتي صرف سڄو منهن محدود آهي.هڪ طرفي چوٽي واري شيٽ کي پڻ ڪمپريشن آستين ۾ ٺاهي سگهجي ٿو ان جي ٻن سرن کي ٽيوبلر ڍانچي ۾ ڳنڍيندي (تصوير 6B).آستين کي ڪمپريشن مهيا ڪرڻ لاءِ هڪ شخص جي اشاري جي آڱر تي پائڻو آهي، درد کي گهٽائڻ يا گردش کي بهتر ڪرڻ لاءِ مساج جي علاج جو هڪ روپ.اهو اسڪيل ڪري سگهجي ٿو جسم جي ٻين حصن جهڙوڪ هٿن، هپس، ۽ پيرن کي فٽ ڪرڻ لاء.
ھڪڙي طرفن ۾ چادرون ٺاهڻ جي صلاحيت.(الف) سلائي ٿريڊن جي شڪل جي پروگرام جي قابليت جي ڪري خراب ٿيل جوڙجڪ جي تخليق.(ب) فنگر ڪمپريشن آستين.(سي) برائيڊ شيٽ جو ٻيو نسخو ۽ ان جو نفاذ فور آرم ڪمپريشن آستين جي طور تي.(D) AMF قسم M مان ٺهيل هڪ ٻيو ڪمپريشن آستين پروٽوٽائپ، ايڪريل يارن ۽ ويلڪرو پٽي.تفصيلي وضاحتون ڳولي سگهجن ٿيون طريقن جي سيڪشن ۾.
شڪل 6C هڪ واحد AMF ۽ ڪپهه جي سوت مان ٺهيل اڻ سڌي اڻيل چادر جو ٻيو مثال ڏيکاري ٿو.چادر 45 سيڪڙو ايراضيءَ ۾ وڌائي سگھي ٿي (1.2 ايم پي اي تي) يا دٻاءُ هيٺ سرڪلر موشن سبب ٿي سگھي ٿي.اسان شيٽ جي آخر ۾ مقناطيسي پٽي ڳنڍڻ سان فور آرم ڪمپريشن آستين ٺاهڻ لاءِ هڪ شيٽ پڻ شامل ڪئي آهي.هڪ ٻيو پروٽوٽائپ فور آرم ڪمپريشن آستين تصوير 6D ۾ ڏيکاريو ويو آهي، جنهن ۾ ٽائپ M AMF (طريقي ڏسو) ۽ مضبوط ڪمپريشن قوتن کي پيدا ڪرڻ لاءِ ايڪريلڪ يارن مان اڻ سڌيءَ چوٽي واريون چادرون ٺاهيون ويون.اسان چادرن جي پڇاڙيءَ کي ويڪرو پٽي سان ليس ڪيو آهي آسان ڳنڍڻ لاءِ ۽ هٿ جي مختلف سائزن لاءِ.
پابندي واري ٽيڪنڪ، جيڪا لڪير جي واڌ کي موڙيندڙ حرڪت ۾ تبديل ڪري ٿي، پڻ ٻه طرفي اڻيل چادرن تي لاڳو ٿئي ٿي.اسان ڪپهه جي ڌاڙن کي وارپ جي هڪ پاسي تي وڍيندا آهيون ۽ ڪپهه جي اڻيل چادرن کي ته جيئن اهي نه وڌن (تصوير 7A).اهڙيءَ طرح، جڏهن ٻه AMFs هڪ ٻئي کان آزاديءَ سان هائيڊولڪ پريشر حاصل ڪن ٿا، ته شيٽ هڪ ٻه طرفي موڙيندڙ حرڪت مان گذرندي آهي ته جيئن هڪ ثالثي ٽن طرفي جوڙجڪ ٺاهي.هڪ ٻئي طريقي ۾، اسان هڪ طرفي اڻيل چادرن (شڪل 7B) جي هڪ طرفي کي محدود ڪرڻ لاءِ ناقابل برداشت يارن استعمال ڪندا آهيون.اهڙيء طرح، شيٽ آزاد موڙيندڙ ۽ ڇڪڻ واري تحريڪن کي ٺاهي سگھي ٿو جڏهن لاڳاپيل AMF دٻاء هيٺ آهي.انجير تي.7B هڪ مثال ڏيکاري ٿو جنهن ۾ هڪ ٻه طرفي چوٽي واري شيٽ کي ڪنٽرول ڪيو ويو آهي ته جيئن انسان جي آڱر جي ٻن ٽين حصي جي چوڌاري موڙيندڙ حرڪت سان لپي وڃي ۽ پوءِ ان جي ڊيگهه کي وڌايو وڃي باقي کي ڇڪڻ واري حرڪت سان.چادر جي ٻه طرفي تحريڪ فيشن ڊيزائن يا سمارٽ لباس جي ترقي لاء ڪارائتو ٿي سگهي ٿي.
ٻه طرفي اڻيل چادر، بنا ٿيل شيٽ ۽ ريڊيائي طور تي توسيع لائق ڊيزائن صلاحيتون.(الف) ٻه طرفي موڙ ٺاھڻ لاءِ ٻه طرفي بانڊ ٿيل bi-directional wicker پينل.(ب) اڻ سڌيءَ طرح بند ٿيل ٻه طرفي ويڪر پينل لچڪ ۽ ڊگھائي پيدا ڪن ٿا.(سي) انتهائي لچڪدار بنا ٿيل چادر، جيڪا مختلف مٿاڇري جي وکر سان مطابقت رکي سگهي ٿي ۽ حتي ٽيوبلر ڍانچي به ٺاهي سگهي ٿي.(D) مرڪزي لڪير جي حد بندي هڪ ريڊيڪل طور تي وڌندڙ ساخت جي هڪ هائپربولڪ پارابولڪ شڪل ٺاهيندي (آلو چپس).
اسان بنايل حصي جي مٿئين ۽ هيٺئين قطار جي ٻن ويجهن لوپس کي سلائي واري ڌاڙي سان ڳنڍيو آهي ته جيئن اهو ڦاٽ نه پوي (تصوير 7C).اهڙيء طرح، اڻيل چادر مڪمل طور تي لچڪدار آهي ۽ مختلف سطحن جي وکرن، جهڙوڪ انساني هٿن ۽ هٿن جي چمڙي جي مٿاڇري کي چڱي طرح ٺهڪي اچي ٿي.اسان سفر جي هدايت ۾ ٺهيل حصي جي پڇاڙيء کي ڳنڍيندي هڪ ٽيوبلر ساخت (آستين) پڻ ٺاهي.آستين چڱيءَ طرح ماڻهوءَ جي آڱر جي چوڌاري ويڙهيل آهي (تصوير 7C).اڻيل ڪپڙي جي sinusity بهترين فٽ ۽ خرابي فراهم ڪري ٿي، ان کي سمارٽ لباس (دستانن، کمپريشن آستين) ۾ استعمال ڪرڻ آسان بڻائي ٿي، آرام فراهم ڪري ٿي (فٽ ذريعي) ۽ علاج جو اثر (کمپريشن ذريعي).
گھڻن طرفن ۾ 2D شعاع جي توسيع کان علاوه، سرڪيولر اڻيل شيٽ پڻ 3D ڍانچي ٺاهڻ لاءِ پروگرام ڪري سگھجن ٿيون.اسان گول چوٽي جي وچ واري لائن کي ايڪريلڪ يارن سان محدود ڪيو ان جي يونيفارم ريڊيل توسيع کي ٽوڙڻ لاءِ.نتيجي طور، گول اڻيل شيٽ جي اصل لوڻ واري شڪل کي دٻاء کان پوء هائپربولڪ پارابولڪ شڪل (يا آلو چپس) ۾ تبديل ڪيو ويو (تصوير 7D).هي شڪل ڦيرائڻ جي صلاحيت هڪ لفٽ ميڪانيزم، هڪ آپٽيڪل لينس، موبائل روبوٽ ٽنگون، يا فيشن ڊيزائن ۽ بايونڪ روبوٽس ۾ ڪارائتو ٿي سگهي ٿو.
اسان هڪ سادي ٽيڪنڪ تيار ڪئي آهي لچڪدار ڊرائيوز ٺاهڻ لاءِ AMF کي هڪ پٽي تي غير اسٽريچ فيبرڪ (شڪل 3).اسان هن تصور کي استعمال ڪريون ٿا شڪل پروگراميبل ٿريڊز ٺاهڻ لاءِ جتي اسان حڪمت عملي طور تي ڪيترن ئي فعال ۽ غير فعال حصن کي ورهائي سگهون ٿا هڪ AMF ۾ گهربل شڪلون ٺاهڻ لاءِ.اسان ٺاھيو ۽ پروگرام ڪيو چار فعال تنتيون جيڪي پنھنجي شڪل کي سڌو خط (UNSW) کان تبديل ڪري سگھن ٿيون جيئن دٻاء وڌايو ويو (ضمني تصوير. S4).اهو سادو طريقو AMF جي خراب ٿيڻ جي اجازت ڏئي ٿو 1D لائينن کي 2D شڪلين ۾ ۽ ممڪن طور تي 3D جوڙجڪ ۾.
ساڳئي طريقي سان، اسان هڪ واحد AMF استعمال ڪيو ته غير فعال نارمل ٽشو جي هڪ ٽڪري کي هڪ فعال ٽيٽراپڊ ۾ ٻيهر ترتيب ڏيڻ لاءِ (تصوير 8A).روٽنگ ۽ پروگرامنگ جا تصور ساڳيا آھن جيڪي شڪل 3C ۾ ڏيکاريل آھن.تنهن هوندي به، مستطيل چادر جي بدران، هڪ quadrupedal نموني سان fabrics استعمال ڪرڻ شروع ڪيو (ڪڇ، ڪپهه ململ).تنهن ڪري، ٽنگون ڊگهيون آهن ۽ ساخت کي بلند ڪري سگهجي ٿو.ساخت جي اوچائي آهستي آهستي دٻاء هيٺ وڌندي آهي جيستائين ان جون ٽنگون زمين ڏانهن عمودي نه ٿين.جيڪڏهن داخل ٿيڻ جو دٻاءُ وڌندو رهي ته، ٽنگون اندر جي طرف سڪي وينديون، ساخت جي اوچائي گھٽ ڪندي.Tetrapods locomotion انجام ڏئي سگھن ٿا جيڪڏھن انھن جون ٽنگون اڻ سڌي نموني سان ليس ھجن يا گھڻن AMFs کي استعمال ڪن موشن مينيپوليشن حڪمت عملين سان.نرم لوڪوموشن روبوٽس مختلف ڪمن لاءِ گهربل آهن، جن ۾ جهنگ جي باهه کان بچاءُ، تباهه ٿيل عمارتون يا خطرناڪ ماحول، ۽ طبي دوائن جي ترسيل روبوٽس شامل آهن.
ڪپڙي کي ٻيهر ترتيب ڏنو ويو آهي شڪل ڦيرائڻ واري جوڙجڪ ٺاهڻ لاء.(الف) AMF کي غير فعال ڪپڙي جي چادر جي سرحد تي گلو ڪريو، ان کي چار پيرن واري ڍانچي ۾ تبديل ڪريو.(BD) ٽشو جي ٻيهر ترتيب جا ٻه ٻيا مثال، غير فعال تتلين ۽ گلن کي فعال ۾ تبديل ڪرڻ.غير مسلسل ڪپڙو: سادو ڪپهه ململ.
اسان هن ٽشو جي بحالي واري ٽيڪنڪ جي سادگي ۽ استحڪام جو پڻ فائدو وٺون ٿا ٻه اضافي بايو انسپائرڊ ڍانچي کي نئين شڪل ڏيڻ لاءِ متعارف ڪرائڻ سان (فگرز 8B-D).هڪ روٽيبل AMF سان، اهي فارم-ڊيفارمبل ڍانچي کي غير فعال ٽشو جي چادر کان فعال ۽ اسٽيربل ڍانچي کي ٻيهر ترتيب ڏنو ويو آهي.monarch Butterfly کان متاثر ٿي، اسان تتلي جي شڪل واري ڪپڙي جو هڪ ٽڪرو استعمال ڪندي تتل فلائي جو ڍانچو ٺاهيو (ڪپٽن ململ) ۽ AMF جو هڪ ڊگهو ٽڪرو ان جي پرن هيٺان لڪي ويو.جڏهن AMF دٻاء هيٺ آهي، پرن کي وڌايو.Monarch Butterfly وانگر، Butterfly Robot جا کاٻي ۽ ساڄي ونگن ساڳيءَ طرح ڦرندا آهن ڇو ته اهي ٻئي AMF جي ڪنٽرول ۾ هوندا آهن.Butterfly flaps صرف ڊسپلي مقصدن لاء آهن.اهو سمارٽ برڊ (Festo Corp., USA) وانگر اڏامي نٿو سگهي.اسان هڪ ڪپڙي جو گل پڻ ٺاهيو آهي (شڪل 8D) جنهن ۾ هر هڪ ۾ پنج پنن جي ٻن پرتن تي مشتمل آهي.اسان پنن جي ٻاهرئين ڪنڊ کان پوء هر پرت جي هيٺان AMF رکيا.شروعات ۾، گل مڪمل طور تي ڦٽي ويندا آهن، سڀني پنن سان مڪمل طور تي کليل آهن.دٻاء هيٺ، AMF پنن جي موڙي حرڪت جو سبب بڻائيندو آهي، انهن کي بند ڪرڻ جو سبب بڻائيندو آهي.ٻه AMFs آزاديءَ سان ٻن پرتن جي حرڪت کي ڪنٽرول ڪن ٿا، جڏهن ته هڪ پرت جا پنج پنن هڪ ئي وقت لچڪدار ٿين ٿا.