Mga matalinong tela gamit ang likidong hinimok ng artipisyal na mga hibla ng kalamnan

Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Gumagamit ka ng bersyon ng browser na may limitadong suporta sa CSS.Para sa pinakamagandang karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o huwag paganahin ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Bilang karagdagan, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipinapakita namin ang site na walang mga istilo at JavaScript.
Nagpapakita ng carousel ng tatlong slide nang sabay-sabay.Gamitin ang Nakaraang at Susunod na mga pindutan upang lumipat sa tatlong mga slide sa isang pagkakataon, o gamitin ang mga pindutan ng slider sa dulo upang lumipat sa tatlong mga slide sa isang pagkakataon.
Ang pagsasama-sama ng mga tela at artipisyal na mga kalamnan upang lumikha ng matalinong mga tela ay nakakaakit ng maraming atensyon mula sa parehong mga pang-agham at pang-industriya na komunidad.Nag-aalok ang mga smart textiles ng maraming benepisyo, kabilang ang adaptive comfort at isang mataas na antas ng conformation sa mga bagay habang nagbibigay ng aktibong actuation para sa ninanais na paggalaw at lakas.Ang artikulong ito ay nagpapakita ng bagong klase ng mga programmable smart fabric na ginawa gamit ang iba't ibang paraan ng paghabi, paghabi at pagdikit ng fluid-driven na artificial muscle fibers.Isang mathematical model ang binuo para ilarawan ang ratio ng elongation force ng knitted at woven textile sheets, at pagkatapos ang validity nito ay nasubok sa experimentally.Ang bagong "matalinong" tela ay nagtatampok ng mataas na flexibility, conformality, at mechanical programming, na nagbibigay-daan sa multi-modal na paggalaw at mga kakayahan sa pagpapapangit para sa mas malawak na hanay ng mga aplikasyon.Nalikha ang iba't ibang mga smart textile prototype sa pamamagitan ng eksperimental na pag-verify, kabilang ang iba't ibang mga kaso ng pagbabago ng hugis tulad ng pagpahaba (hanggang 65%), pagpapalawak ng lugar (108%), pagpapalawak ng radial (25%), at paggalaw ng baluktot.Ang konsepto ng muling pagsasaayos ng mga passive na tradisyunal na tisyu sa mga aktibong istruktura para sa mga istrukturang humuhubog sa biomimetic ay ginalugad din.Ang iminungkahing smart textiles ay inaasahang magpapadali sa pagbuo ng mga smart wearable, haptic system, biomimetic soft robot, at wearable electronics.
Ang mga matibay na robot ay epektibo kapag nagtatrabaho sa mga structured na kapaligiran, ngunit may mga problema sa hindi alam na konteksto ng pagbabago ng mga kapaligiran, na naglilimita sa kanilang paggamit sa paghahanap o paggalugad.Ang kalikasan ay patuloy na sorpresa sa amin ng maraming mapag-imbentong estratehiya upang harapin ang mga panlabas na salik at pagkakaiba-iba.Halimbawa, ang mga tendrils ng mga umaakyat na halaman ay nagsasagawa ng mga multimodal na paggalaw, tulad ng pagyuko at pag-ikot, upang galugarin ang isang hindi kilalang kapaligiran sa paghahanap ng angkop na suporta1.Ang Venus flytrap (Dionaea muscipula) ay may sensitibong buhok sa mga dahon nito na, kapag na-trigger, pumutok sa lugar upang mahuli ang biktima2.Sa mga nakalipas na taon, ang pagpapapangit o pagpapapangit ng mga katawan mula sa dalawang-dimensional (2D) na ibabaw tungo sa tatlong-dimensional (3D) na mga hugis na ginagaya ang mga biyolohikal na istruktura ay naging isang kawili-wiling paksa ng pananaliksik3,4.Ang mga malambot na robotic na configuration na ito ay nagbabago ng hugis upang umangkop sa nagbabagong kapaligiran, nagbibigay-daan sa multimodal locomotion, at nag-aplay ng mga puwersa upang magsagawa ng mekanikal na gawain.Lumawak ang kanilang naaabot sa malawak na hanay ng mga robotics application, kabilang ang mga deployable5, reconfigureable at self-folding na robot6,7, biomedical device8, sasakyan9,10 at expandable electronics11.
Napakaraming pananaliksik ang ginawa upang bumuo ng mga programmable na flat plate na, kapag na-activate, nagiging kumplikadong three-dimensional na istruktura3.Ang isang simpleng ideya para sa paglikha ng mga deformable na istruktura ay ang pagsamahin ang mga layer ng iba't ibang materyales na bumabaluktot at kulubot kapag nalantad sa stimuli12,13.Janbaz et al.14 at Li et al.15 ay nagpatupad ng konseptong ito upang lumikha ng heat-sensitive multimodal deformable robots.Ang mga istrukturang nakabatay sa origami na nagsasama ng mga elementong tumutugon sa pampasigla ay ginamit upang lumikha ng mga kumplikadong istrukturang may tatlong dimensiyon16,17,18.May inspirasyon ng morphogenesis ng mga biological na istruktura, si Emmanuel et al.Ang mga nabubulok na hugis na elastomer ay nilikha sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga channel ng hangin sa loob ng ibabaw ng goma na, sa ilalim ng presyon, ay nagiging kumplikado, arbitrary na mga three-dimensional na hugis.
Ang pagsasama ng mga tela o tela sa mga deformable na malambot na robot ay isa pang bagong konseptong proyekto na nakabuo ng malawakang interes.Ang mga tela ay malambot at nababanat na materyales na ginawa mula sa sinulid sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng paghabi tulad ng pagniniting, paghabi, pagtitirintas, o paghahabi ng buhol.Ang mga kamangha-manghang katangian ng mga tela, kabilang ang flexibility, fit, elasticity at breathability, ay ginagawang napakasikat sa lahat ng bagay mula sa pananamit hanggang sa mga medikal na aplikasyon20.Mayroong tatlong malawak na diskarte sa pagsasama ng mga tela sa robotics21.Ang unang diskarte ay ang paggamit ng tela bilang isang passive backing o base para sa iba pang mga bahagi.Sa kasong ito, ang mga passive na tela ay nagbibigay ng komportableng akma para sa gumagamit kapag nagdadala ng mga matibay na bahagi (motors, sensors, power supply).Karamihan sa mga malalambot na naisusuot na robot o malalambot na exoskeleton ay nasa ilalim ng diskarteng ito.Halimbawa, ang mga malalambot na naisusuot na exoskeleton para sa mga pantulong sa paglalakad 22 at mga pantulong sa siko 23, 24, 25, mga malambot na nasusuot na guwantes 26 para sa mga tulong sa kamay at daliri, at mga bionic na malambot na robot 27.
Ang pangalawang diskarte ay ang paggamit ng mga tela bilang passive at limitadong mga bahagi ng malambot na robotic device.Ang mga actuator na nakabatay sa textile ay nabibilang sa kategoryang ito, kung saan ang tela ay karaniwang ginagawa bilang isang panlabas na lalagyan upang maglaman ng panloob na hose o silid, na bumubuo ng isang malambot na fiber reinforced actuator.Kapag sumailalim sa isang panlabas na pneumatic o hydraulic source, ang mga malambot na actuator na ito ay sumasailalim sa mga pagbabago sa hugis, kabilang ang pagpahaba, baluktot o pag-twist, depende sa kanilang orihinal na komposisyon at pagsasaayos.Halimbawa, si Talman et al.Ang orthopedic ankle na damit, na binubuo ng isang serye ng mga tela na bulsa, ay ipinakilala upang mapadali ang plantar flexion upang maibalik ang lakad28.Maaaring pagsamahin ang mga layer ng tela na may iba't ibang extensibility upang lumikha ng anisotropic movement 29 .OmniSkins – ang mga malalambot na robotic skin na ginawa mula sa iba't ibang soft actuator at substrate na materyales ay maaaring magbago ng mga passive na bagay sa mga multifunctional na aktibong robot na maaaring magsagawa ng mga multi-modal na paggalaw at pagpapapangit para sa iba't ibang aplikasyon.Zhu et al.nakabuo ng isang likidong tissue ng kalamnan sheet31 na maaaring makabuo ng pagpahaba, baluktot, at iba't ibang mga paggalaw ng pagpapapangit.Buckner et al.Isama ang functional fibers sa mga kumbensyonal na tissue upang lumikha ng mga robotic tissue na may maraming function gaya ng actuation, sensing, at variable stiffness32.Ang iba pang mga pamamaraan sa kategoryang ito ay matatagpuan sa mga papel na ito 21, 33, 34, 35.
Ang isang kamakailang diskarte sa paggamit ng mga superyor na katangian ng mga tela sa larangan ng malambot na robotics ay ang paggamit ng reaktibo o stimulus-responsive na mga filament upang lumikha ng matalinong mga tela gamit ang mga tradisyonal na pamamaraan ng pagmamanupaktura ng tela tulad ng paghabi, pagniniting at mga pamamaraan ng paghabi21,36,37.Depende sa komposisyon ng materyal, ang reaktibong sinulid ay nagdudulot ng pagbabago sa hugis kapag sumailalim sa elektrikal, thermal o pressure na pagkilos, na humahantong sa pagpapapangit ng tela.Sa ganitong paraan, kung saan ang mga tradisyonal na tela ay isinama sa isang malambot na robotic system, ang muling paghubog ng tela ay nangyayari sa panloob na layer (sinulid) kaysa sa panlabas na layer.Dahil dito, ang mga matalinong tela ay nag-aalok ng mahusay na paghawak sa mga tuntunin ng multimodal na paggalaw, programmable deformation, stretchability, at ang kakayahang ayusin ang higpit.Halimbawa, ang shape memory alloys (SMAs) at shape memory polymers (SMPs) ay maaaring isama sa mga tela upang aktibong kontrolin ang kanilang hugis sa pamamagitan ng thermal stimulation, tulad ng hemming38, pag-alis ng kulubot36,39, tactile at tactile feedback40,41, pati na rin ang adaptive. nasusuot na damit.mga kagamitan 42 .Gayunpaman, ang paggamit ng thermal energy para sa pagpainit at paglamig ay nagreresulta sa mabagal na pagtugon at mahirap na paglamig at kontrol.Kamakailan lamang, Hiramitsu et al.Ang mga pinong kalamnan ni McKibben43,44, mga pneumatic na artificial na kalamnan, ay ginagamit bilang mga warp yarns upang lumikha ng iba't ibang anyo ng mga aktibong tela sa pamamagitan ng pagbabago ng istraktura ng paghabi45.Bagaman ang diskarte na ito ay nagbibigay ng mataas na puwersa, dahil sa likas na katangian ng kalamnan ng McKibben, ang rate ng pagpapalawak nito ay limitado (< 50%) at ang maliit na sukat ay hindi maaaring makamit (diameter < 0.9 mm).Bilang karagdagan, naging mahirap na bumuo ng matalinong mga pattern ng tela mula sa mga pamamaraan ng paghabi na nangangailangan ng matutulis na sulok.Upang bumuo ng mas malawak na hanay ng mga matalinong tela, si Maziz et al.Ang mga electroactive na naisusuot na tela ay binuo sa pamamagitan ng pagniniting at paghabi ng mga electrosensitive na polymer na sinulid46.
Sa mga nagdaang taon, isang bagong uri ng thermosensitive na artipisyal na kalamnan ang lumitaw, na binuo mula sa mataas na baluktot, murang mga hibla ng polimer47,48.Ang mga hibla na ito ay komersyal na magagamit at madaling isama sa paghabi o paghabi upang makagawa ng abot-kayang mga damit na matalino.Sa kabila ng mga pagsulong, ang mga bagong tela na ito na sensitibo sa init ay may limitadong oras ng pagtugon dahil sa pangangailangan para sa pagpainit at paglamig (hal. mga tela na kinokontrol ng temperatura) o ang kahirapan sa paggawa ng mga kumplikadong niniting at pinagtagpi na mga pattern na maaaring iprograma upang makabuo ng nais na mga deformasyon at paggalaw. .Kasama sa mga halimbawa ang radial expansion, 2D to 3D shape transformation, o bi-directional expansion, na inaalok namin dito.
Para malampasan ang mga nabanggit na problemang ito, ang artikulong ito ay nagpapakita ng bagong fluid-driven na smart textile na ginawa mula sa aming kamakailang ipinakilalang soft artificial muscle fibers (AMF)49,50,51.Ang mga AMF ay lubos na nababaluktot, nasusukat at maaaring bawasan sa diameter na 0.8 mm at malalaking haba (hindi bababa sa 5000 mm), na nag-aalok ng mataas na aspect ratio (haba hanggang diameter) pati na rin ang mataas na pagpahaba (hindi bababa sa 245%), mataas na enerhiya kahusayan, mas mababa sa 20Hz mabilis na tugon).Upang lumikha ng matalinong mga tela, ginagamit namin ang AMF bilang isang aktibong sinulid upang bumuo ng 2D na aktibong mga layer ng kalamnan sa pamamagitan ng mga diskarte sa pagniniting at paghabi.Napag-aralan namin ang dami ng rate ng pagpapalawak at puwersa ng contraction ng mga "matalinong" tissue na ito sa mga tuntunin ng dami ng likido at presyon na inihatid.Ang mga analytical na modelo ay binuo upang maitatag ang relasyon ng elongation force para sa mga niniting at pinagtagpi na mga sheet.Inilalarawan din namin ang ilang mechanical programming techniques para sa smart textiles para sa multimodal movement, kabilang ang bi-directional extension, bending, radial expansion, at ang kakayahang lumipat mula 2D hanggang 3D.Upang ipakita ang lakas ng aming diskarte, isasama rin namin ang AMF sa mga komersyal na tela o tela upang baguhin ang kanilang pagsasaayos mula sa pasibo patungo sa mga aktibong istruktura na nagdudulot ng iba't ibang mga deformation.Ipinakita rin namin ang konseptong ito sa ilang pang-eksperimentong mga bangko ng pagsubok, kabilang ang mga programmable na baluktot ng mga thread upang makabuo ng mga ninanais na letra at mga istrukturang biyolohikal na nagbabago ng hugis sa hugis ng mga bagay tulad ng mga butterflies, quadrupedal na istruktura at mga bulaklak.
Ang mga tela ay nababaluktot na dalawang-dimensional na istruktura na nabuo mula sa pinagtagpi-tagping one-dimensional na mga sinulid gaya ng mga sinulid, mga sinulid at mga hibla.Ang tela ay isa sa mga pinakalumang teknolohiya ng sangkatauhan at malawakang ginagamit sa lahat ng aspeto ng buhay dahil sa kaginhawahan, kakayahang umangkop, breathability, aesthetics at proteksyon.Ang mga matalinong tela (kilala rin bilang matalinong damit o robotic na tela) ay lalong ginagamit sa pananaliksik dahil sa kanilang malaking potensyal sa mga robotic na aplikasyon20,52.Nangangako ang mga matalinong tela na pagbutihin ang karanasan ng tao sa pakikipag-ugnayan sa mga malalambot na bagay, na magsisimula ng pagbabago sa paradigm sa larangan kung saan makokontrol ang paggalaw at puwersa ng manipis, nababaluktot na tela upang maisagawa ang mga partikular na gawain.Sa papel na ito, tinutuklasan namin ang dalawang diskarte sa paggawa ng mga matalinong tela batay sa aming kamakailang AMF49: (1) gamitin ang AMF bilang aktibong sinulid upang lumikha ng matatalinong tela gamit ang mga tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura ng tela;(2) direktang ipasok ang AMF sa mga tradisyonal na tela upang pasiglahin ang nais na paggalaw at pagpapapangit.
Ang AMF ay binubuo ng isang panloob na silicone tube upang magbigay ng hydraulic power at isang panlabas na helical coil upang limitahan ang radial expansion nito.Kaya, ang mga AMF ay humahaba nang pahaba kapag inilapat ang presyon at pagkatapos ay nagpapakita ng mga pwersang contractile upang bumalik sa kanilang orihinal na haba kapag ang presyon ay pinakawalan.Mayroon silang mga katangian na katulad ng mga tradisyonal na mga hibla, kabilang ang kakayahang umangkop, maliit na diameter at mahabang haba.Gayunpaman, ang AMF ay mas aktibo at kontrolado sa mga tuntunin ng paggalaw at lakas kaysa sa mga nakasanayang katapat nito.May inspirasyon ng kamakailang mabilis na pag-unlad sa matalinong mga tela, narito ang apat na pangunahing diskarte sa paggawa ng matalinong mga tela sa pamamagitan ng paglalapat ng AMF sa isang matagal nang naitatag na teknolohiya sa pagmamanupaktura ng tela (Larawan 1).
Ang unang paraan ay paghabi.Gumagamit kami ng teknolohiya ng weft knitting upang makagawa ng reaktibong niniting na tela na nagbubukas sa isang direksyon kapag hydraulically actuated.Ang mga niniting na sheet ay napakababanat at nababanat ngunit malamang na mas madaling malutas kaysa sa mga hinabing sheet.Depende sa paraan ng kontrol, ang AMF ay maaaring bumuo ng mga indibidwal na hilera o kumpletong mga produkto.Bilang karagdagan sa mga flat sheet, ang mga pattern ng tubular na pagniniting ay angkop din para sa paggawa ng mga guwang na istruktura ng AMF.Ang ikalawang paraan ay paghabi, kung saan ginagamit namin ang dalawang AMF bilang warp at weft upang bumuo ng isang hugis-parihaba na habi na sheet na maaaring lumawak nang nakapag-iisa sa dalawang direksyon.Ang mga habi na sheet ay nagbibigay ng higit na kontrol (sa magkabilang direksyon) kaysa sa mga niniting na sheet.Hinabi din namin ang AMF mula sa tradisyunal na sinulid para makagawa ng isang mas simpleng habi na sheet na maaari lamang i-unwound sa isang direksyon.Ang ikatlong paraan - radial expansion - ay isang variant ng weaving technique, kung saan ang mga AMP ay hindi matatagpuan sa isang parihaba, ngunit sa isang spiral, at ang mga thread ay nagbibigay ng radial constraint.Sa kasong ito, ang tirintas ay lumalawak nang radially sa ilalim ng presyon ng pumapasok.Ang ikaapat na diskarte ay ang pagdikit ng AMF sa isang sheet ng passive na tela upang lumikha ng isang baluktot na paggalaw sa nais na direksyon.Na-reconfigure namin ang passive breakout board sa isang aktibong breakout board sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng AMF sa gilid nito.Ang programmable na katangian ng AMF ay nagbubukas ng hindi mabilang na mga posibilidad para sa bio-inspired na hugis-transforming soft structures kung saan maaari nating gawing aktibo ang mga passive na bagay.Ang pamamaraang ito ay simple, madali, at mabilis, ngunit maaaring makompromiso ang mahabang buhay ng prototype.Ang mambabasa ay tinutukoy sa iba pang mga diskarte sa panitikan na nagdedetalye ng mga lakas at kahinaan ng bawat tissue property21,33,34,35.
Karamihan sa mga sinulid o sinulid na ginagamit sa paggawa ng mga tradisyonal na tela ay naglalaman ng mga passive na istruktura.Sa gawaing ito, ginagamit namin ang aming naunang binuo na AMF, na maaaring umabot sa haba ng metro at mga diyametro ng submillimeter, upang palitan ang mga tradisyunal na passive textile yarns ng AFM upang lumikha ng matalino at aktibong tela para sa mas malawak na hanay ng mga aplikasyon.Ang mga sumusunod na seksyon ay naglalarawan ng mga detalyadong pamamaraan para sa paggawa ng matalinong mga prototype ng tela at ipinakita ang kanilang mga pangunahing pag-andar at pag-uugali.
Gumawa kami ng tatlong AMF jersey gamit ang weft knitting technique (Fig. 2A).Ang pagpili ng materyal at mga detalyadong detalye para sa mga AMF at prototype ay matatagpuan sa seksyong Mga Paraan.Ang bawat AMF ay sumusunod sa isang paikot-ikot na landas (tinatawag ding ruta) na bumubuo ng simetriko na loop.Ang mga loop ng bawat hilera ay naayos na may mga loop ng mga hilera sa itaas at ibaba ng mga ito.Ang mga singsing ng isang haligi na patayo sa kurso ay pinagsama sa isang baras.Ang aming niniting na prototype ay binubuo ng tatlong hanay ng pitong tahi (o pitong tahi) sa bawat hilera.Ang itaas at ibabang mga singsing ay hindi naayos, kaya maaari naming ilakip ang mga ito sa kaukulang mga metal rod.Ang mga niniting na prototype ay mas madaling na-unravel kaysa sa mga kumbensyonal na niniting na tela dahil sa mas mataas na higpit ng AMF kumpara sa mga maginoo na sinulid.Samakatuwid, itinali namin ang mga loop ng katabing mga hilera na may manipis na nababanat na mga lubid.
Ang iba't ibang mga smart textile prototype ay ipinapatupad na may iba't ibang mga configuration ng AMF.(A) Knitted sheet na ginawa mula sa tatlong AMF.(B) Bidirectional woven sheet ng dalawang AMF.(C) Ang unidirectional woven sheet na ginawa mula sa AMF at acrylic na sinulid ay maaaring magdala ng kargada na 500g, na 192 beses ang bigat nito (2.6g).(D) Radially expanding structure na may isang AMF at cotton yarn bilang radial constraint.Ang mga detalyadong detalye ay matatagpuan sa seksyong Mga Paraan.
Bagama't ang mga zigzag loop ng isang knit ay maaaring mag-stretch sa iba't ibang direksyon, ang aming prototype na knit ay pangunahing lumalawak sa direksyon ng loop sa ilalim ng presyon dahil sa mga limitasyon sa direksyon ng paglalakbay.Ang pagpapahaba ng bawat AMF ay nag-aambag sa pagpapalawak ng kabuuang lugar ng niniting na sheet.Depende sa mga partikular na kinakailangan, maaari nating kontrolin ang tatlong AMF nang hiwalay mula sa tatlong magkakaibang pinagmumulan ng likido (Figure 2A) o sabay-sabay mula sa isang pinagmumulan ng likido sa pamamagitan ng isang 1-to-3 na distributor ng likido.Sa fig.Ang 2A ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang niniting na prototype, ang paunang lugar kung saan tumaas ng 35% habang inilalapat ang presyon sa tatlong AMP (1.2 MPa).Kapansin-pansin, nakakamit ng AMF ang isang mataas na pagpahaba ng hindi bababa sa 250% ng orihinal nitong haba49 kaya ang mga niniting na sheet ay maaaring mag-inat ng higit pa kaysa sa mga kasalukuyang bersyon.
Gumawa rin kami ng mga bidirectional weave sheet na nabuo mula sa dalawang AMF gamit ang plain weave technique (Larawan 2B).Ang AMF warp at weft ay magkakaugnay sa tamang mga anggulo, na bumubuo ng isang simpleng criss-cross pattern.Ang aming prototype weave ay inuri bilang balanseng plain weave dahil pareho ang warp at weft yarns ay ginawa mula sa parehong laki ng sinulid (tingnan ang seksyon ng Mga Paraan para sa mga detalye).Hindi tulad ng mga ordinaryong thread na maaaring bumuo ng matalim na fold, ang inilapat na AMF ay nangangailangan ng isang tiyak na radius ng baluktot kapag bumalik sa isa pang thread ng pattern ng paghabi.Samakatuwid, ang mga woven sheet na ginawa mula sa AMP ay may mas mababang density kumpara sa conventional woven textiles.Ang AMF-type na S (outer diameter 1.49 mm) ay may minimum na radius ng baluktot na 1.5 mm.Halimbawa, ang prototype weave na ipinakita namin sa artikulong ito ay may 7×7 thread pattern kung saan ang bawat intersection ay nagpapatatag na may buhol ng manipis na elastic cord.Gamit ang parehong pamamaraan ng paghabi, maaari kang makakuha ng higit pang mga hibla.
Kapag ang kaukulang AMF ay tumatanggap ng fluid pressure, ang habi na sheet ay nagpapalawak ng lugar nito sa direksyon ng warp o weft.Samakatuwid, kinokontrol namin ang mga sukat ng braided sheet (haba at lapad) sa pamamagitan ng hiwalay na pagbabago sa dami ng inlet pressure na inilapat sa dalawang AMP.Sa fig.Ang 2B ay nagpapakita ng isang pinagtagpi na prototype na lumawak sa 44% ng orihinal nitong lugar habang naglalagay ng pressure sa isang AMP (1.3 MPa).Sa sabay-sabay na pagkilos ng presyon sa dalawang AMF, ang lugar ay tumaas ng 108%.
Gumawa rin kami ng unidirectional woven sheet mula sa isang AMF na may warp at acrylic yarns bilang weft (Figure 2C).Ang mga AMF ay nakaayos sa pitong zigzag na hilera at ang mga sinulid ay pinagsasama-sama ang mga hilera na ito ng mga AMF upang bumuo ng isang hugis-parihaba na sheet ng tela.Ang hinabi na prototype na ito ay mas siksik kaysa sa Fig. 2B, salamat sa malambot na mga acrylic thread na madaling napuno ang buong sheet.Dahil isang AMF lang ang ginagamit namin bilang warp, ang woven sheet ay maaari lamang lumawak patungo sa warp sa ilalim ng pressure.Ang Figure 2C ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang pinagtagpi na prototype na ang unang lugar ay tumataas ng 65% ​​sa pagtaas ng presyon (1.3 MPa).Bilang karagdagan, ang tinirintas na piraso na ito (na tumitimbang ng 2.6 gramo) ay maaaring magbuhat ng kargada na 500 gramo, na 192 beses ang mass nito.
Sa halip na ayusin ang AMF sa isang zigzag pattern upang lumikha ng isang hugis-parihaba na habi na sheet, gumawa kami ng isang flat spiral na hugis ng AMF, na pagkatapos ay radially na pinipigilan ng cotton yarn upang lumikha ng isang round woven sheet (Figure 2D).Ang mataas na tigas ng AMF ay naglilimita sa pagpuno nito sa pinakagitnang rehiyon ng plato.Gayunpaman, ang padding na ito ay maaaring gawin mula sa nababanat na mga sinulid o nababanat na tela.Sa pagtanggap ng hydraulic pressure, iko-convert ng AMP ang longitudinal elongation nito sa isang radial expansion ng sheet.Nararapat din na tandaan na ang parehong panlabas at panloob na mga diameter ng hugis ng spiral ay nadagdagan dahil sa limitasyon ng radial ng mga filament.Ipinapakita ng Figure 2D na sa isang inilapat na hydraulic pressure na 1 MPa, ang hugis ng isang bilog na sheet ay lumalawak sa 25% ng orihinal na lugar nito.
Nagpapakita kami dito ng pangalawang diskarte sa paggawa ng mga matalinong tela kung saan idinidikit namin ang isang AMF sa isang patag na piraso ng tela at muling i-configure ito mula sa isang passive patungo sa isang aktibong kinokontrol na istraktura.Ang diagram ng disenyo ng bending drive ay ipinapakita sa fig.3A, kung saan ang AMP ay nakatiklop pababa sa gitna at nakadikit sa isang strip ng inextensible na tela (cotton muslin fabric) gamit ang double-sided tape bilang pandikit.Kapag na-sealed na, ang tuktok ng AMF ay malayang mapahaba, habang ang ibaba ay nalilimitahan ng tape at tela, na nagiging sanhi ng pagyuko ng strip patungo sa tela.Maaari naming i-deactivate ang anumang bahagi ng bend actuator kahit saan sa pamamagitan lamang ng pagdikit ng isang strip ng tape dito.Ang isang naka-deactivate na segment ay hindi makakagalaw at nagiging passive na segment.
Ang mga tela ay muling na-configure sa pamamagitan ng pagdikit ng AMF sa mga tradisyonal na tela.(A) Konsepto ng disenyo para sa isang baluktot na drive na ginawa sa pamamagitan ng pagdikit ng isang nakatiklop na AMF sa isang hindi mapalawak na tela.(B) Baluktot ng actuator prototype.(C) Muling pagsasaayos ng isang hugis-parihaba na tela sa isang aktibong robot na may apat na paa.Hindi nababanat na tela: cotton jersey.Naka-stretch na tela: polyester.Ang mga detalyadong detalye ay matatagpuan sa seksyong Mga Paraan.
Gumawa kami ng ilang prototype na bending actuator na may iba't ibang haba at na-pressure ang mga ito gamit ang hydraulics upang lumikha ng isang bending motion (Figure 3B).Mahalaga, ang AMF ay maaaring ilagay sa isang tuwid na linya o tiklop upang bumuo ng maraming mga thread at pagkatapos ay idikit sa tela upang lumikha ng isang baluktot na drive na may naaangkop na bilang ng mga thread.Na-convert din namin ang passive tissue sheet sa isang aktibong istraktura ng tetrapod (Larawan 3C), kung saan ginamit namin ang AMF upang iruta ang mga hangganan ng isang hugis-parihaba na inextensible tissue (cotton muslin fabric).Ang AMP ay nakakabit sa tela gamit ang isang piraso ng double-sided tape.Ang gitna ng bawat gilid ay naka-tape upang maging passive, habang ang apat na sulok ay nananatiling aktibo.Opsyonal ang stretch fabric sa itaas na takip (polyester).Ang apat na sulok ng tela ay nakayuko (mukhang mga binti) kapag pinindot.
Nagtayo kami ng isang test bench upang pag-aralan ang dami ng mga katangian ng mga binuo na matalinong tela (tingnan ang seksyon ng Mga Paraan at Karagdagang Larawan S1).Dahil ang lahat ng mga sample ay ginawa ng AMF, ang pangkalahatang trend ng mga eksperimentong resulta (Larawan 4) ay pare-pareho sa mga pangunahing katangian ng AMF, ibig sabihin, ang inlet pressure ay direktang proporsyonal sa pagpapahaba ng outlet at inversely proportional sa compression force.Gayunpaman, ang mga matalinong tela na ito ay may mga natatanging katangian na nagpapakita ng kanilang mga partikular na configuration.
Nagtatampok ng mga matalinong pagsasaayos ng tela.(A, B) Hysteresis curves para sa inlet pressure at outlet elongation at force para sa mga habi na sheet.(C) Pagpapalawak ng lugar ng pinagtagpi na sheet.(D,E) Relasyon sa pagitan ng input pressure at output elongation at force para sa knitwear.(F) Pagpapalawak ng lugar ng radially expanding structures.(G) Baluktot na mga anggulo ng tatlong magkakaibang haba ng mga baluktot na drive.
Ang bawat AMF ng woven sheet ay sumailalim sa isang inlet pressure na 1 MPa upang makabuo ng humigit-kumulang 30% elongation (Fig. 4A).Pinili namin ang threshold na ito para sa buong eksperimento para sa ilang kadahilanan: (1) upang lumikha ng isang makabuluhang pagpahaba (humigit-kumulang 30%) upang bigyang-diin ang kanilang mga hysteresis curves, (2) upang maiwasan ang pagbibisikleta mula sa iba't ibang mga eksperimento at magagamit muli na mga prototype na nagreresulta sa hindi sinasadyang pinsala o pagkabigo..sa ilalim ng mataas na presyon ng likido.Ang patay na zone ay malinaw na nakikita, at ang tirintas ay nananatiling hindi gumagalaw hanggang ang presyon ng pumapasok ay umabot sa 0.3 MPa.Ang pressure elongation hysteresis plot ay nagpapakita ng malaking agwat sa pagitan ng pumping at releasing phase, na nagpapahiwatig na mayroong malaking pagkawala ng enerhiya kapag binago ng habi na sheet ang paggalaw nito mula sa pagpapalawak patungo sa pag-urong.(Larawan 4A).Pagkatapos makakuha ng inlet pressure na 1 MPa, ang pinagtagpi na sheet ay maaaring magbigay ng contraction force na 5.6 N (Fig. 4B).Ipinapakita rin ng pressure-force hysteresis plot na ang reset curve ay halos magkakapatong sa pressure build-up curve.Ang pagpapalawak ng lugar ng pinagtagpi na sheet ay nakasalalay sa dami ng presyon na inilapat sa bawat isa sa dalawang AMF, tulad ng ipinapakita sa 3D surface plot (Figure 4C).Ipinapakita rin ng mga eksperimento na ang isang habi na sheet ay makakapagdulot ng pagpapalawak ng lugar na 66% kapag ang mga warp at weft AMF nito ay sabay na sumailalim sa haydroliko na presyon na 1 MPa.
Ang mga eksperimentong resulta para sa knitted sheet ay nagpapakita ng katulad na pattern sa woven sheet, kabilang ang isang malawak na hysteresis gap sa tension-pressure diagram at overlapping pressure-force curves.Ang niniting na sheet ay nagpakita ng isang pagpahaba ng 30%, pagkatapos kung saan ang puwersa ng compression ay 9 N sa isang inlet pressure na 1 MPa (Fig. 4D, E).
Sa kaso ng isang round woven sheet, ang paunang lugar nito ay tumaas ng 25% kumpara sa unang lugar pagkatapos ng pagkakalantad sa isang likidong presyon ng 1 MPa (Fig. 4F).Bago magsimulang lumawak ang sample, mayroong isang malaking inlet pressure dead zone hanggang sa 0.7 MPa.Ang malaking dead zone na ito ay inaasahan dahil ang mga sample ay ginawa mula sa mas malalaking AMF na nangangailangan ng mas mataas na pressures upang malampasan ang kanilang unang stress.Sa fig.Ipinapakita rin ng 4F na ang release curve ay halos kasabay ng pressure increase curve, na nagpapahiwatig ng maliit na pagkawala ng enerhiya kapag ang disc movement ay inililipat.
Ang mga pang-eksperimentong resulta para sa tatlong bending actuator (reconfiguration ng tissue) ay nagpapakita na ang kanilang mga hysteresis curve ay may katulad na pattern (Figure 4G), kung saan nakakaranas sila ng inlet pressure dead zone na hanggang 0.2 MPa bago iangat.Inilapat namin ang parehong dami ng likido (0.035 ml) sa tatlong baluktot na drive (L20, L30 at L50 mm).Gayunpaman, ang bawat actuator ay nakaranas ng iba't ibang mga peak ng presyon at bumuo ng iba't ibang mga anggulo ng baluktot.Ang L20 at L30 mm actuator ay nakaranas ng inlet pressure na 0.72 at 0.67 MPa, na umaabot sa baluktot na mga anggulo na 167° at 194° ayon sa pagkakabanggit.Ang pinakamahabang baluktot na drive (haba na 50 mm) ay nakatiis ng presyon na 0.61 MPa at umabot sa pinakamataas na anggulo ng baluktot na 236°.Ang pressure angle hysteresis plots ay nagsiwalat din ng medyo malalaking gaps sa pagitan ng pressurization at release curves para sa lahat ng tatlong bending drive.
Ang ugnayan sa pagitan ng dami ng input at mga katangian ng output (pagpapahaba, puwersa, pagpapalawak ng lugar, anggulo ng baluktot) para sa mga nasa itaas na matalinong pagsasaayos ng tela ay matatagpuan sa Karagdagang Larawan S2.
Ang mga pang-eksperimentong resulta sa nakaraang seksyon ay malinaw na nagpapakita ng proporsyonal na relasyon sa pagitan ng inilapat na inlet pressure at outlet elongation ng mga sample ng AMF.Ang mas malakas na AMB ay pilit, mas malaki ang pagpapahaba na nabubuo nito at mas nababanat na enerhiya ang naiipon nito.Samakatuwid, mas malaki ang compressive force na ginagawa nito.Ang mga resulta ay nagpakita rin na ang mga specimen ay umabot sa kanilang pinakamataas na puwersa ng compression kapag ang inlet pressure ay ganap na naalis.Nilalayon ng seksyong ito na magtatag ng direktang kaugnayan sa pagitan ng pagpahaba at maximum na puwersa ng pag-urong ng mga niniting at pinagtagpi na mga sheet sa pamamagitan ng analytical modelling at eksperimental na pag-verify.
Ang maximum contractile force Fout (sa inlet pressure P = 0) ng isang AMF ay ibinigay sa ref 49 at muling ipinakilala tulad ng sumusunod:
Kabilang sa mga ito, ang α, E, at A0 ay ang stretching factor, Young's modulus, at cross-sectional area ng silicone tube, ayon sa pagkakabanggit;k ay ang stiffness coefficient ng spiral coil;Ang x at li ay offset at inisyal na haba.AMP, ayon sa pagkakabanggit.
ang tamang equation.(1) Kunin ang niniting at pinagtagpi na mga sheet bilang isang halimbawa (Larawan 5A, B).Ang mga puwersa ng pag-urong ng niniting na produkto na Fkv at ang pinagtagpi na produktong Fwh ay ipinahayag ng equation (2) at (3), ayon sa pagkakabanggit.
kung saan ang mk ay ang bilang ng mga loop, ang φp ay ang anggulo ng loop ng niniting na tela sa panahon ng iniksyon (Larawan 5A), ang mh ay ang bilang ng mga thread, ang θhp ay ang anggulo ng pakikipag-ugnayan ng niniting na tela sa panahon ng iniksyon (Larawan 5B), εkv Ang εwh ay ang niniting na sheet at ang pagpapapangit ng pinagtagpi na sheet, ang F0 ay ang paunang pag-igting ng spiral coil.Detalyadong derivation ng equation.(2) at (3) ay matatagpuan sa sumusuportang impormasyon.
Lumikha ng isang analytical na modelo para sa relasyon ng elongation-force.(A,B) Analytical model illustrations para sa niniting at pinagtagpi na mga sheet, ayon sa pagkakabanggit.(C, D) Paghahambing ng mga analytical na modelo at pang-eksperimentong data para sa mga niniting at pinagtagpi na mga sheet.Ang ibig sabihin ng RMSE Root ay square error.
Upang subukan ang binuo na modelo, nagsagawa kami ng mga eksperimento sa pagpahaba gamit ang mga niniting na pattern sa Fig. 2A at mga tinirintas na sample sa Fig. 2B.Ang lakas ng contraction ay sinusukat sa 5% increments para sa bawat naka-lock na extension mula 0% hanggang 50%.Ang ibig sabihin at karaniwang paglihis ng limang pagsubok ay ipinakita sa Figure 5C (knit) at Figure 5D (knit).Ang mga curve ng analytical model ay inilalarawan ng mga equation.Ang mga parameter (2) at (3) ay ibinigay sa Talahanayan.1. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang analytical na modelo ay sumasang-ayon sa pang-eksperimentong data sa buong hanay ng elongation na may root mean square error (RMSE) na 0.34 N para sa knitwear, 0.21 N para sa pinagtagpi na AMF H (horizontal na direksyon) at 0.17 N para sa habi AMF .V (vertical na direksyon).
Bilang karagdagan sa mga pangunahing paggalaw, ang mga iminungkahing matalinong tela ay maaaring iprograma nang mekanikal upang magbigay ng mas kumplikadong mga paggalaw tulad ng S-bend, radial contraction, at 2D to 3D deformation.Nagpapakita kami dito ng ilang mga pamamaraan para sa pagprograma ng mga flat smart textiles sa nais na mga istruktura.
Bilang karagdagan sa pagpapalawak ng domain sa linear na direksyon, ang unidirectional woven sheet ay maaaring mekanikal na i-program upang lumikha ng multimodal na paggalaw (Larawan 6A).I-reconfigure namin ang extension ng braided sheet bilang isang baluktot na paggalaw, na pinipigilan ang isa sa mga mukha nito (itaas o ibaba) gamit ang sewing thread.Ang mga sheet ay may posibilidad na yumuko patungo sa nakagapos na ibabaw sa ilalim ng presyon.Sa fig.Ang 6A ay nagpapakita ng dalawang halimbawa ng mga habi na panel na nagiging S-shaped kapag ang isang kalahati ay masikip sa itaas na bahagi at ang isa pang kalahati ay masikip sa ilalim na bahagi.Bilang kahalili, maaari kang lumikha ng isang pabilog na baluktot na paggalaw kung saan ang buong mukha lamang ang napipigilan.Ang isang unidirectional braided sheet ay maaari ding gawin sa isang compression sleeve sa pamamagitan ng pagkonekta sa dalawang dulo nito sa isang tubular na istraktura (Larawan 6B).Ang manggas ay isinusuot sa ibabaw ng hintuturo ng isang tao upang magbigay ng compression, isang paraan ng massage therapy upang mapawi ang sakit o mapabuti ang sirkulasyon.Maaari itong palakihin upang magkasya sa iba pang bahagi ng katawan gaya ng mga braso, balakang, at binti.
Kakayahang maghabi ng mga sheet sa isang direksyon.(A) Paglikha ng mga deformable na istruktura dahil sa programmability ng hugis ng mga thread ng pananahi.(B) manggas ng compression ng daliri.(C) Isa pang bersyon ng braided sheet at ang pagpapatupad nito bilang forearm compression sleeve.(D) Isa pang prototype ng compression sleeve na ginawa mula sa AMF type M, acrylic yarn at Velcro strap.Ang mga detalyadong detalye ay matatagpuan sa seksyong Mga Paraan.
Ang Figure 6C ay nagpapakita ng isa pang halimbawa ng isang unidirectional woven sheet na ginawa mula sa isang solong AMF at cotton yarn.Ang sheet ay maaaring lumawak ng 45% sa lugar (sa 1.2 MPa) o maging sanhi ng pabilog na paggalaw sa ilalim ng presyon.Nagsama rin kami ng isang sheet upang lumikha ng isang forearm compression sleeve sa pamamagitan ng paglakip ng mga magnetic strap sa dulo ng sheet.Ang isa pang prototype na forearm compression sleeve ay ipinapakita sa Fig. 6D, kung saan ang mga unidirectional braided sheet ay ginawa mula sa Type M AMF (tingnan ang Mga Paraan) at acrylic yarns upang makabuo ng mas malakas na puwersa ng compression.Nilagyan namin ng Velcro strap ang mga dulo ng mga sheet para sa madaling pagkakabit at para sa iba't ibang laki ng kamay.
Ang pamamaraan ng pagpigil, na nagko-convert ng linear extension sa bending motion, ay naaangkop din sa bidirectional woven sheet.Hinahabi namin ang mga cotton thread sa isang gilid ng warp at weft woven sheets upang hindi sila lumawak (Fig. 7A).Kaya, kapag ang dalawang AMF ay tumatanggap ng haydroliko na presyon nang independyente sa isa't isa, ang sheet ay sumasailalim sa isang bi-directional na paggalaw ng baluktot upang bumuo ng isang arbitrary na three-dimensional na istraktura.Sa isa pang diskarte, gumagamit kami ng mga hindi mapapahaba na sinulid upang limitahan ang isang direksyon ng bidirectional woven sheet (Larawan 7B).Kaya, ang sheet ay maaaring gumawa ng mga independiyenteng baluktot at pag-uunat na paggalaw kapag ang kaukulang AMF ay nasa ilalim ng presyon.Sa fig.Ang 7B ay nagpapakita ng isang halimbawa kung saan ang isang bidirectional braided sheet ay kinokontrol upang balutin ang dalawang-katlo ng isang daliri ng tao gamit ang isang baluktot na galaw at pagkatapos ay pahabain ang haba nito upang takpan ang iba gamit ang isang stretching motion.Ang two-way na paggalaw ng mga sheet ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa disenyo ng fashion o pagbuo ng matalinong damit.
Bi-directional woven sheet, knitted sheet at radially expandable na mga kakayahan sa disenyo.(A) Bi-directional bonded bi-directional wicker panel upang lumikha ng bi-directional bend.(B) Ang mga unidirectionally constrained bidirectional wicker panels ay gumagawa ng flex at elongation.(C) Lubos na nababanat na niniting na sheet, na maaaring umayon sa iba't ibang curvature sa ibabaw at maging mga tubular na istruktura.(D) delimitation ng gitnang linya ng isang radially expanding structure na bumubuo ng hyperbolic parabolic na hugis (potato chips).
Ikinonekta namin ang dalawang katabing mga loop ng itaas at mas mababang mga hilera ng niniting na bahagi na may sinulid na pananahi upang hindi ito malutas (Larawan 7C).Kaya, ang habi na sheet ay ganap na nababaluktot at mahusay na umaangkop sa iba't ibang mga curve sa ibabaw, tulad ng ibabaw ng balat ng mga kamay at braso ng tao.Gumawa din kami ng isang tubular na istraktura (manggas) sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga dulo ng niniting na bahagi sa direksyon ng paglalakbay.Ang manggas ay nakapulupot nang maayos sa hintuturo ng tao (Larawan 7C).Ang sinuosity ng pinagtagpi na tela ay nagbibigay ng mahusay na fit at deformability, na ginagawang madaling gamitin sa smart wear (guwantes, compression sleeves), nagbibigay ng kaginhawahan (sa pamamagitan ng fit) at therapeutic effect (sa pamamagitan ng compression).
Bilang karagdagan sa 2D radial expansion sa maraming direksyon, ang mga circular woven sheet ay maaari ding i-program upang bumuo ng mga 3D na istruktura.Nilimitahan namin ang gitnang linya ng bilog na tirintas na may acrylic na sinulid para maputol ang unipormeng pagpapalawak ng radial nito.Bilang resulta, ang orihinal na flat na hugis ng bilog na habi na sheet ay binago sa isang hyperbolic parabolic na hugis (o potato chips) pagkatapos ng pressure (Larawan 7D).Ang kakayahang ito sa pagbabago ng hugis ay maaaring ipatupad bilang isang mekanismo ng pag-angat, isang optical lens, mga paa ng mobile robot, o maaaring maging kapaki-pakinabang sa disenyo ng fashion at mga bionic na robot.
Nakabuo kami ng isang simpleng pamamaraan para sa paglikha ng mga flexural drive sa pamamagitan ng pagdikit ng AMF sa isang strip ng non-stretch na tela (Figure 3).Ginagamit namin ang konseptong ito upang lumikha ng mga hugis na programmable na thread kung saan maaari naming madiskarteng ipamahagi ang maramihang aktibo at passive na mga seksyon sa isang AMF upang lumikha ng mga gustong hugis.Kami ay gumawa at nag-program ng apat na aktibong filament na maaaring magbago ng kanilang hugis mula sa diretso sa titik (UNSW) habang ang presyon ay tumaas (Karagdagang Fig. S4).Ang simpleng paraan na ito ay nagbibigay-daan sa deformability ng AMF na gawing 2D na mga hugis ang 1D na linya at posibleng maging mga 3D na istruktura.
Sa katulad na paraan, gumamit kami ng isang AMF upang muling i-configure ang isang piraso ng passive normal na tissue sa isang aktibong tetrapod (Larawan 8A).Ang mga konsepto ng pagruruta at programming ay katulad ng ipinapakita sa Figure 3C.Gayunpaman, sa halip na mga hugis-parihaba na sheet, nagsimula silang gumamit ng mga tela na may quadrupedal pattern (pagong, cotton muslin).Samakatuwid, ang mga binti ay mas mahaba at ang istraktura ay maaaring itaas nang mas mataas.Ang taas ng istraktura ay unti-unting tumataas sa ilalim ng presyon hanggang ang mga binti nito ay patayo sa lupa.Kung ang presyon ng pumapasok ay patuloy na tumaas, ang mga binti ay lumubog sa loob, na nagpapababa sa taas ng istraktura.Ang mga Tetrapod ay maaaring magsagawa ng paggalaw kung ang kanilang mga binti ay nilagyan ng unidirectional pattern o gumagamit ng maraming AMF na may mga diskarte sa pagmamanipula ng paggalaw.Ang mga soft locomotion robot ay kailangan para sa iba't ibang gawain, kabilang ang mga pagsagip mula sa mga wildfire, gumuhong gusali o mapanganib na kapaligiran, at mga robot na naghahatid ng medikal na gamot.
Ang tela ay muling na-configure upang lumikha ng mga istrukturang nagbabago ng hugis.(A) Idikit ang AMF sa hangganan ng passive fabric sheet, na ginagawa itong isang napipintong istraktura na may apat na paa.(BD) Dalawang iba pang halimbawa ng muling pagsasaayos ng tissue, ginagawang aktibo ang mga passive butterflies at bulaklak.Hindi nababanat na tela: plain cotton muslin.
Sinasamantala rin namin ang pagiging simple at versatility ng tissue reconfiguration technique na ito sa pamamagitan ng pagpapakilala ng dalawang karagdagang bioinspired na istruktura para sa reshaping (Figures 8B-D).Gamit ang isang routable AMF, ang mga form-deformable na istruktura na ito ay muling na-configure mula sa mga sheet ng passive tissue patungo sa mga aktibo at napipintong istruktura.Dahil sa inspirasyon ng monarch butterfly, gumawa kami ng nagbabagong istraktura ng butterfly gamit ang isang piraso ng hugis butterfly na tela (cotton muslin) at isang mahabang piraso ng AMF na nakadikit sa ilalim ng mga pakpak nito.Kapag ang AMF ay nasa ilalim ng presyon, ang mga pakpak ay nakatiklop.Tulad ng Monarch Butterfly, ang kaliwa at kanang pakpak ng Butterfly Robot ay naka-flap sa parehong paraan dahil pareho silang kontrolado ng AMF.Ang mga butterfly flaps ay para sa mga layunin ng pagpapakita lamang.Hindi ito maaaring lumipad tulad ng Smart Bird (Festo Corp., USA).Gumawa rin kami ng bulaklak na tela (Figure 8D) na binubuo ng dalawang layer ng limang petals bawat isa.Inilagay namin ang AMF sa ibaba ng bawat layer pagkatapos ng panlabas na gilid ng mga petals.Sa una, ang mga bulaklak ay ganap na namumulaklak, na ang lahat ng mga talulot ay ganap na nakabukas.Sa ilalim ng presyon, ang AMF ay nagdudulot ng baluktot na paggalaw ng mga petals, na nagiging sanhi ng pagsara nito.Ang dalawang AMF ay nakapag-iisa na kinokontrol ang paggalaw ng dalawang layer, habang ang limang petals ng isang layer ay nakabaluktot sa parehong oras.