ద్రవంతో నడిచే కృత్రిమ కండరాల ఫైబర్‌లను ఉపయోగించి స్మార్ట్ వస్త్రాలు

Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు పరిమిత CSS మద్దతుతో బ్రౌజర్ సంస్కరణను ఉపయోగిస్తున్నారు.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి).అదనంగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ని చూపుతాము.
ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల రంగులరాట్నం ప్రదర్శిస్తుంది.ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి మునుపటి మరియు తదుపరి బటన్‌లను ఉపయోగించండి లేదా ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి చివర ఉన్న స్లయిడర్ బటన్‌లను ఉపయోగించండి.
స్మార్ట్ వస్త్రాలను రూపొందించడానికి వస్త్రాలు మరియు కృత్రిమ కండరాలను కలపడం శాస్త్రీయ మరియు పారిశ్రామిక సంఘాల నుండి చాలా దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్ అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి, అనుకూల సౌలభ్యం మరియు కావలసిన కదలిక మరియు బలం కోసం యాక్టివ్ యాక్చుయేషన్‌ను అందించేటప్పుడు వస్తువులకు అధిక స్థాయి అనుగుణ్యతతో సహా.ఈ కథనం నేయడం, నేయడం మరియు ద్రవంతో నడిచే కృత్రిమ కండరాల ఫైబర్‌లను అతుక్కోవడం వంటి వివిధ పద్ధతులను ఉపయోగించి తయారు చేయబడిన ప్రోగ్రామబుల్ స్మార్ట్ ఫ్యాబ్రిక్‌ల యొక్క కొత్త తరగతిని అందిస్తుంది.అల్లిన మరియు నేసిన వస్త్ర షీట్ల పొడుగు శక్తి యొక్క నిష్పత్తిని వివరించడానికి ఒక గణిత నమూనా అభివృద్ధి చేయబడింది, ఆపై దాని ప్రామాణికత ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించబడింది.కొత్త "స్మార్ట్" టెక్స్‌టైల్ అధిక సౌలభ్యం, అనుగుణత మరియు మెకానికల్ ప్రోగ్రామింగ్‌ను కలిగి ఉంది, విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్‌ల కోసం బహుళ-మోడల్ కదలిక మరియు వికృతీకరణ సామర్థ్యాలను అనుమతిస్తుంది.ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ ద్వారా వివిధ స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్ ప్రోటోటైప్‌లు సృష్టించబడ్డాయి, వీటిలో పొడుగు (65% వరకు), ప్రాంత విస్తరణ (108%), రేడియల్ విస్తరణ (25%) మరియు బెండింగ్ మోషన్ వంటి వివిధ ఆకార మార్పు కేసులు ఉన్నాయి.బయోమిమెటిక్ షేపింగ్ స్ట్రక్చర్‌ల కోసం నిష్క్రియ సాంప్రదాయ కణజాలాలను క్రియాశీల నిర్మాణాలుగా పునర్నిర్మించే భావన కూడా అన్వేషించబడుతోంది.ప్రతిపాదిత స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్ స్మార్ట్ వేరబుల్స్, హాప్టిక్ సిస్టమ్స్, బయోమిమెటిక్ సాఫ్ట్ రోబోట్‌లు మరియు ధరించగలిగే ఎలక్ట్రానిక్స్ అభివృద్ధిని సులభతరం చేస్తాయని భావిస్తున్నారు.
నిర్మాణాత్మక వాతావరణంలో పని చేస్తున్నప్పుడు దృఢమైన రోబోట్‌లు ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి, కానీ మారుతున్న పరిసరాలలో తెలియని సందర్భంతో సమస్యలను కలిగి ఉంటాయి, ఇది శోధన లేదా అన్వేషణలో వాటి వినియోగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.బాహ్య కారకాలు మరియు వైవిధ్యాన్ని ఎదుర్కోవటానికి అనేక ఆవిష్కరణ వ్యూహాలతో ప్రకృతి మనల్ని ఆశ్చర్యపరుస్తూనే ఉంది.ఉదాహరణకు, క్లైంబింగ్ ప్లాంట్‌ల టెండ్రిల్స్ సరైన మద్దతు కోసం అన్వేషణలో తెలియని వాతావరణాన్ని అన్వేషించడానికి, బెండింగ్ మరియు స్పైలింగ్ వంటి మల్టీమోడల్ కదలికలను నిర్వహిస్తాయి1.వీనస్ ఫ్లైట్రాప్ (డియోనియా మస్సిపులా) దాని ఆకులపై సున్నితమైన వెంట్రుకలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ప్రేరేపించబడినప్పుడు, ఎరను పట్టుకోవడానికి స్థానానికి చేరుకుంటుంది2.ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, జీవ నిర్మాణాలను అనుకరించే రెండు-డైమెన్షనల్ (2D) ఉపరితలాల నుండి త్రిమితీయ (3D) ఆకారాల వరకు శరీరాల వైకల్యం లేదా వైకల్యం ఆసక్తికరమైన పరిశోధనా అంశంగా మారింది.ఈ మృదువైన రోబోటిక్ కాన్ఫిగరేషన్‌లు మారుతున్న వాతావరణాలకు అనుగుణంగా ఆకారాన్ని మారుస్తాయి, మల్టీమోడల్ లోకోమోషన్‌ను ఎనేబుల్ చేస్తాయి మరియు యాంత్రిక పనిని నిర్వహించడానికి బలగాలను వర్తింపజేస్తాయి.డిప్లోయబుల్స్ 5, రీకాన్ఫిగరబుల్ మరియు సెల్ఫ్ ఫోల్డింగ్ రోబోట్‌లు6,7, బయోమెడికల్ డివైజ్‌లు8, వెహికల్స్9,10 మరియు ఎక్స్‌పాండబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్11తో సహా విస్తృత శ్రేణి రోబోటిక్స్ అప్లికేషన్‌లకు వాటి పరిధి విస్తరించింది.
ప్రోగ్రామబుల్ ఫ్లాట్ ప్లేట్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి చాలా పరిశోధనలు జరిగాయి, అవి సక్రియం చేయబడినప్పుడు, సంక్లిష్టమైన త్రిమితీయ నిర్మాణాలుగా మారుతాయి3.వికృతమైన నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి ఒక సాధారణ ఆలోచన ఏమిటంటే, ఉద్దీపనలకు గురైనప్పుడు వంగడం మరియు ముడతలు పడే వివిధ పదార్థాల పొరలను కలపడం.జాన్బాజ్ మరియు ఇతరులు.14 మరియు లి మరియు ఇతరులు.15 హీట్-సెన్సిటివ్ మల్టీమోడల్ డిఫార్మబుల్ రోబోట్‌లను రూపొందించడానికి ఈ భావనను అమలు చేసింది.సంక్లిష్ట త్రిమితీయ నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి ఉద్దీపన-ప్రతిస్పందించే మూలకాలను కలిగి ఉన్న Origami-ఆధారిత నిర్మాణాలు ఉపయోగించబడ్డాయి16,17,18.జీవసంబంధ నిర్మాణాల యొక్క స్వరూపం ద్వారా ప్రేరణ పొందిన ఇమ్మాన్యుయేల్ మరియు ఇతరులు.ఆకార-విరూపణ ఎలాస్టోమర్‌లు రబ్బరు ఉపరితలం లోపల గాలి ఛానెల్‌లను నిర్వహించడం ద్వారా సృష్టించబడతాయి, ఇవి ఒత్తిడిలో, సంక్లిష్టమైన, ఏకపక్ష త్రిమితీయ ఆకారాలుగా రూపాంతరం చెందుతాయి.
వస్త్రాలు లేదా వస్త్రాలను వికృతమైన మృదువైన రోబోట్‌లలోకి చేర్చడం అనేది విస్తృతమైన ఆసక్తిని సృష్టించిన మరొక కొత్త కాన్సెప్ట్ ప్రాజెక్ట్.వస్త్రాలు అల్లడం, నేయడం, అల్లడం లేదా ముడి నేయడం వంటి నేయడం పద్ధతుల ద్వారా నూలుతో తయారు చేయబడిన మృదువైన మరియు సాగే పదార్థాలు.వశ్యత, ఫిట్, స్థితిస్థాపకత మరియు శ్వాసక్రియతో సహా ఫ్యాబ్రిక్స్ యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలు, వాటిని దుస్తులు నుండి వైద్య అనువర్తనాల వరకు ప్రతిదానిలో బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి.రోబోటిక్స్‌లో వస్త్రాలను చేర్చడానికి మూడు విస్తృత విధానాలు ఉన్నాయి21.మొదటి విధానం వస్త్రాన్ని ఇతర భాగాలకు నిష్క్రియాత్మక మద్దతుగా లేదా బేస్‌గా ఉపయోగించడం.ఈ సందర్భంలో, దృఢమైన భాగాలను (మోటార్లు, సెన్సార్లు, విద్యుత్ సరఫరా) మోస్తున్నప్పుడు నిష్క్రియ వస్త్రాలు వినియోగదారుకు సౌకర్యవంతమైన సరిపోతుందని అందిస్తాయి.చాలా మృదువైన ధరించగలిగే రోబోట్‌లు లేదా మృదువైన ఎక్సోస్కెలిటన్‌లు ఈ విధానం కిందకు వస్తాయి.ఉదాహరణకు, వాకింగ్ ఎయిడ్స్ 22 మరియు ఎల్బో ఎయిడ్స్ 23, 24, 25 కోసం మృదువైన ధరించగలిగే ఎక్సోస్కెలిటన్‌లు, చేతి మరియు వేళ్ల సహాయాల కోసం సాఫ్ట్ వేరబుల్ గ్లోవ్స్ 26 మరియు బయోనిక్ సాఫ్ట్ రోబోట్‌లు 27.
మృదువైన రోబోటిక్ పరికరాలలో నిష్క్రియ మరియు పరిమిత భాగాలుగా వస్త్రాలను ఉపయోగించడం రెండవ విధానం.టెక్స్‌టైల్ ఆధారిత యాక్యుయేటర్‌లు ఈ వర్గంలోకి వస్తాయి, ఇక్కడ ఫాబ్రిక్ సాధారణంగా లోపలి గొట్టం లేదా గదిని కలిగి ఉండేలా బయటి కంటైనర్‌గా నిర్మించబడి, మృదువైన ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ యాక్యుయేటర్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.బాహ్య వాయు లేదా హైడ్రాలిక్ మూలానికి గురైనప్పుడు, ఈ మృదువైన యాక్యుయేటర్‌లు వాటి అసలు కూర్పు మరియు కాన్ఫిగరేషన్‌పై ఆధారపడి పొడుగు, వంగడం లేదా మెలితిప్పడం వంటి ఆకృతిలో మార్పులకు లోనవుతాయి.ఉదాహరణకు, టల్మాన్ మరియు ఇతరులు.నడకను పునరుద్ధరించడానికి అరికాలి వంగుటను సులభతరం చేయడానికి ఫాబ్రిక్ పాకెట్స్‌తో కూడిన ఆర్థోపెడిక్ చీలమండ దుస్తులు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి.విభిన్న విస్తరణతో కూడిన టెక్స్‌టైల్ పొరలు అనిసోట్రోపిక్ కదలికను సృష్టించడానికి కలపవచ్చు 29 .OmniSkins – వివిధ రకాల సాఫ్ట్ యాక్యుయేటర్లు మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్స్‌తో తయారు చేయబడిన సాఫ్ట్ రోబోటిక్ స్కిన్‌లు నిష్క్రియ వస్తువులను మల్టీఫంక్షనల్ యాక్టివ్ రోబోలుగా మార్చగలవు, ఇవి వివిధ అప్లికేషన్‌ల కోసం బహుళ-మోడల్ కదలికలు మరియు వైకల్యాలను చేయగలవు.జు మరియు ఇతరులు.పొడిగించడం, వంగడం మరియు వివిధ వైకల్య కదలికలను సృష్టించగల ద్రవ కణజాల కండరపు షీట్31ని అభివృద్ధి చేశారు.బక్నర్ మరియు ఇతరులు.యాక్చుయేషన్, సెన్సింగ్ మరియు వేరియబుల్ స్టిఫ్‌నెస్ వంటి బహుళ ఫంక్షన్‌లతో రోబోటిక్ టిష్యూలను రూపొందించడానికి ఫంక్షనల్ ఫైబర్‌లను సంప్రదాయ కణజాలాలలోకి చేర్చండి32.ఈ వర్గంలోని ఇతర పద్ధతులను ఈ పేపర్లు 21, 33, 34, 35లో చూడవచ్చు.
మృదువైన రోబోటిక్స్ రంగంలో వస్త్రాల యొక్క ఉన్నతమైన లక్షణాలను ఉపయోగించుకోవడానికి ఇటీవలి విధానం ఏమిటంటే, నేయడం, అల్లడం మరియు నేయడం వంటి సాంప్రదాయిక వస్త్ర తయారీ పద్ధతులను ఉపయోగించి స్మార్ట్ వస్త్రాలను రూపొందించడానికి రియాక్టివ్ లేదా ఉద్దీపన-ప్రతిస్పందించే తంతువులను ఉపయోగించడం21,36,37.పదార్థం యొక్క కూర్పుపై ఆధారపడి, రియాక్టివ్ నూలు ఎలక్ట్రికల్, థర్మల్ లేదా పీడన చర్యకు గురైనప్పుడు ఆకృతిలో మార్పును కలిగిస్తుంది, ఇది ఫాబ్రిక్ యొక్క వైకల్పనానికి దారితీస్తుంది.ఈ విధానంలో, సాంప్రదాయ వస్త్రాలు మృదువైన రోబోటిక్ వ్యవస్థలో విలీనం చేయబడినప్పుడు, వస్త్రం యొక్క పునఃరూపకల్పన బాహ్య పొర కంటే లోపలి పొరపై (నూలు) జరుగుతుంది.అలాగే, స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్ మల్టీమోడల్ మూవ్‌మెంట్, ప్రోగ్రామబుల్ డిఫార్మేషన్, స్ట్రెచెబిలిటీ మరియు దృఢత్వాన్ని సర్దుబాటు చేసే సామర్థ్యం పరంగా అద్భుతమైన హ్యాండ్లింగ్‌ను అందిస్తాయి.ఉదాహరణకు, షేప్ మెమరీ అల్లాయ్‌లు (SMAలు) మరియు షేప్ మెమరీ పాలిమర్‌లు (SMPలు) హీమింగ్38, రింక్ల్ రిమూలేషన్36,39, స్పర్శ మరియు స్పర్శ ఫీడ్‌బ్యాక్ 40,41, అలాగే అడాప్టివ్ వంటి థర్మల్ స్టిమ్యులేషన్ ద్వారా వాటి ఆకారాన్ని చురుకుగా నియంత్రించడానికి ఫ్యాబ్రిక్స్‌లో చేర్చవచ్చు. ధరించగలిగే దుస్తులు.పరికరాలు 42.అయినప్పటికీ, వేడి మరియు శీతలీకరణ కోసం ఉష్ణ శక్తిని ఉపయోగించడం వలన నెమ్మదిగా ప్రతిస్పందన మరియు కష్టమైన శీతలీకరణ మరియు నియంత్రణ ఏర్పడుతుంది.ఇటీవల, హిరామిట్సు మరియు ఇతరులు.మెక్‌కిబ్బెన్ యొక్క సూక్ష్మ కండరాలు43,44, వాయు కృత్రిమ కండరాలు, నేత నిర్మాణాన్ని మార్చడం ద్వారా వివిధ రకాల క్రియాశీల వస్త్రాలను రూపొందించడానికి వార్ప్ నూలులుగా ఉపయోగిస్తారు.ఈ విధానం అధిక శక్తులను అందించినప్పటికీ, మెక్‌కిబ్బన్ కండరాల స్వభావం కారణంగా, దాని విస్తరణ రేటు పరిమితం (< 50%) మరియు చిన్న పరిమాణాన్ని సాధించడం సాధ్యం కాదు (వ్యాసం <0.9 మిమీ).అదనంగా, పదునైన మూలలు అవసరమయ్యే నేత పద్ధతుల నుండి స్మార్ట్ వస్త్ర నమూనాలను రూపొందించడం కష్టం.విస్తృత శ్రేణి స్మార్ట్ వస్త్రాలను రూపొందించడానికి, మజీజ్ మరియు ఇతరులు.ఎలక్ట్రోసెన్సిటివ్ పాలిమర్ థ్రెడ్‌లను అల్లడం మరియు నేయడం ద్వారా ఎలక్ట్రోయాక్టివ్ ధరించగలిగే వస్త్రాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఒక కొత్త రకం థర్మోసెన్సిటివ్ కృత్రిమ కండరం ఉద్భవించింది, ఇది అత్యంత వక్రీకృత, చవకైన పాలిమర్ ఫైబర్స్47,48 నుండి నిర్మించబడింది.ఈ ఫైబర్‌లు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్నాయి మరియు సరసమైన స్మార్ట్ దుస్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి నేత లేదా నేయడంలో సులభంగా చేర్చబడతాయి.పురోగతి ఉన్నప్పటికీ, ఈ కొత్త వేడి-సెన్సిటివ్ వస్త్రాలు వేడి మరియు శీతలీకరణ (ఉదా. ఉష్ణోగ్రత-నియంత్రిత వస్త్రాలు) లేదా కావలసిన వైకల్యాలు మరియు కదలికలను రూపొందించడానికి ప్రోగ్రామ్ చేయగల సంక్లిష్టమైన అల్లిన మరియు అల్లిన నమూనాలను తయారు చేయడంలో ఇబ్బంది కారణంగా పరిమిత ప్రతిస్పందన సమయాన్ని కలిగి ఉంటాయి. .మేము ఇక్కడ అందించే రేడియల్ ఎక్స్‌పాన్షన్, 2D నుండి 3D ఆకార రూపాంతరం లేదా ద్వి-దిశాత్మక విస్తరణ వంటివి ఉదాహరణలు.
ఈ పైన పేర్కొన్న సమస్యలను అధిగమించడానికి, ఈ కథనం మా ఇటీవల ప్రవేశపెట్టిన సాఫ్ట్ ఆర్టిఫిషియల్ కండర ఫైబర్స్ (AMF)49,50,51 నుండి తయారు చేయబడిన కొత్త ద్రవంతో నడిచే స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌ను అందిస్తుంది.AMFలు అత్యంత అనువైనవి, స్కేలబుల్ మరియు 0.8 మిమీ వ్యాసం మరియు పెద్ద పొడవు (కనీసం 5000 మిమీ)కి తగ్గించబడతాయి, అధిక కారక నిష్పత్తి (పొడవు నుండి వ్యాసం వరకు) అలాగే అధిక పొడుగు (కనీసం 245%), అధిక శక్తిని అందిస్తాయి. సామర్థ్యం, ​​20Hz కంటే తక్కువ వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన).స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌లను రూపొందించడానికి, అల్లడం మరియు నేయడం పద్ధతుల ద్వారా 2D యాక్టివ్ కండర పొరలను రూపొందించడానికి మేము AMFని క్రియాశీల నూలుగా ఉపయోగిస్తాము.మేము ద్రవ పరిమాణం మరియు పంపిణీ ఒత్తిడి పరంగా ఈ "స్మార్ట్" కణజాలాల విస్తరణ రేటు మరియు సంకోచ శక్తిని పరిమాణాత్మకంగా అధ్యయనం చేసాము.అల్లిన మరియు నేసిన షీట్ల కోసం పొడుగు శక్తి సంబంధాన్ని స్థాపించడానికి విశ్లేషణాత్మక నమూనాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.మేము ద్వి-దిశాత్మక పొడిగింపు, వంగడం, రేడియల్ విస్తరణ మరియు 2D నుండి 3Dకి మారగల సామర్థ్యంతో సహా మల్టీమోడల్ కదలిక కోసం స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్ కోసం అనేక మెకానికల్ ప్రోగ్రామింగ్ పద్ధతులను కూడా వివరిస్తాము.మా విధానం యొక్క బలాన్ని ప్రదర్శించడానికి, మేము AMFని వాణిజ్య వస్త్రాలు లేదా వస్త్రాల్లోకి అనుసంధానిస్తాము, వాటి కాన్ఫిగరేషన్‌ను నిష్క్రియ నుండి క్రియాశీల నిర్మాణాలకు మార్చడానికి వివిధ వైకల్యాలకు కారణమవుతుంది.మేము ఈ భావనను అనేక ప్రయోగాత్మక పరీక్షా బెంచ్‌లలో కూడా ప్రదర్శించాము, వీటిలో కావలసిన అక్షరాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి థ్రెడ్‌లను ప్రోగ్రామబుల్ బెండింగ్ చేయడం మరియు సీతాకోకచిలుకలు, చతుర్భుజ నిర్మాణాలు మరియు పువ్వుల వంటి వస్తువుల ఆకారంలో జీవసంబంధ నిర్మాణాలను ఆకారాన్ని మార్చడం.
వస్త్రాలు నూలు, దారాలు మరియు ఫైబర్స్ వంటి ఒకదానితో ఒకటి అల్లిన దారాలతో ఏర్పడిన సౌకర్యవంతమైన ద్విమితీయ నిర్మాణాలు.టెక్స్‌టైల్ అనేది మానవజాతి యొక్క పురాతన సాంకేతికతలలో ఒకటి మరియు దాని సౌలభ్యం, అనుకూలత, శ్వాసక్రియ, సౌందర్యం మరియు రక్షణ కారణంగా జీవితంలోని అన్ని అంశాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.స్మార్ట్ వస్త్రాలు (స్మార్ట్ బట్టలు లేదా రోబోటిక్ ఫ్యాబ్రిక్స్ అని కూడా పిలుస్తారు) రోబోటిక్ అప్లికేషన్‌లలో వాటి గొప్ప సామర్థ్యం కారణంగా పరిశోధనలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి20,52.స్మార్ట్ వస్త్రాలు మృదువైన వస్తువులతో పరస్పర చర్య చేయడంలో మానవ అనుభవాన్ని మెరుగుపరుస్తాయని వాగ్దానం చేస్తాయి, నిర్దిష్ట పనులను నిర్వహించడానికి సన్నని, సౌకర్యవంతమైన ఫాబ్రిక్ యొక్క కదలిక మరియు శక్తులను నియంత్రించగల రంగంలో ఒక నమూనా మార్పును అందిస్తుంది.ఈ కాగితంలో, మేము మా ఇటీవలి AMF49 ఆధారంగా స్మార్ట్ వస్త్రాల ఉత్పత్తికి రెండు విధానాలను అన్వేషిస్తాము: (1) సాంప్రదాయ వస్త్ర తయారీ సాంకేతికతలను ఉపయోగించి స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌లను రూపొందించడానికి AMFని క్రియాశీల నూలు వలె ఉపయోగించండి;(2) కావలసిన కదలికను మరియు వైకల్యాన్ని ప్రేరేపించడానికి AMFని నేరుగా సంప్రదాయ వస్త్రాలలోకి చొప్పించండి.
AMF హైడ్రాలిక్ శక్తిని సరఫరా చేయడానికి అంతర్గత సిలికాన్ ట్యూబ్ మరియు దాని రేడియల్ విస్తరణను పరిమితం చేయడానికి బాహ్య హెలికల్ కాయిల్‌ను కలిగి ఉంటుంది.అందువల్ల, AMFలు ఒత్తిడిని ప్రయోగించినప్పుడు రేఖాంశంగా పొడిగించబడతాయి మరియు ఒత్తిడి విడుదలైనప్పుడు వాటి అసలు పొడవుకు తిరిగి వచ్చేలా సంకోచ శక్తులను ప్రదర్శిస్తాయి.వశ్యత, చిన్న వ్యాసం మరియు పొడవాటి పొడవుతో సహా సాంప్రదాయ ఫైబర్‌లకు సమానమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.అయినప్పటికీ, AMF దాని సాంప్రదాయ ప్రత్యర్ధుల కంటే కదలిక మరియు బలం పరంగా మరింత చురుకుగా మరియు నియంత్రించబడుతుంది.స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్‌లో ఇటీవలి వేగవంతమైన పురోగతి ద్వారా ప్రేరణ పొంది, ఇక్కడ మేము దీర్ఘకాలంగా స్థిరపడిన ఫాబ్రిక్ తయారీ సాంకేతికతకు AMFని వర్తింపజేయడం ద్వారా స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి నాలుగు ప్రధాన విధానాలను అందిస్తున్నాము (మూర్తి 1).
మొదటి మార్గం నేయడం.హైడ్రాలిక్‌గా ప్రేరేపించబడినప్పుడు ఒక దిశలో విప్పే రియాక్టివ్ అల్లిన బట్టను ఉత్పత్తి చేయడానికి మేము వెఫ్ట్ అల్లడం సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తాము.అల్లిన షీట్లు చాలా సాగేది మరియు సాగదీయగలవి కానీ నేసిన షీట్ల కంటే మరింత సులభంగా విప్పుతాయి.నియంత్రణ పద్ధతిపై ఆధారపడి, AMF వ్యక్తిగత వరుసలను లేదా పూర్తి ఉత్పత్తులను ఏర్పరుస్తుంది.ఫ్లాట్ షీట్లతో పాటు, గొట్టపు అల్లిక నమూనాలు కూడా AMF బోలు నిర్మాణాల తయారీకి అనుకూలంగా ఉంటాయి.రెండవ పద్ధతి నేయడం, ఇక్కడ మేము రెండు AMFలను వార్ప్ మరియు వెఫ్ట్‌గా ఉపయోగిస్తాము, ఇది దీర్ఘచతురస్రాకార నేసిన షీట్‌ను రూపొందించడానికి రెండు దిశలలో స్వతంత్రంగా విస్తరించవచ్చు.అల్లిన షీట్ల కంటే నేసిన షీట్లు మరింత నియంత్రణను (రెండు దిశలలో) అందిస్తాయి.మేము సాంప్రదాయ నూలు నుండి AMF ను ఒక దిశలో మాత్రమే విప్పగలిగే సరళమైన నేసిన షీట్‌ను తయారు చేసాము.మూడవ పద్ధతి - రేడియల్ విస్తరణ - నేత సాంకేతికత యొక్క వైవిధ్యం, దీనిలో AMP లు దీర్ఘచతురస్రాకారంలో కాకుండా మురిలో ఉంటాయి మరియు థ్రెడ్‌లు రేడియల్ నిర్బంధాన్ని అందిస్తాయి.ఈ సందర్భంలో, braid ఇన్లెట్ ఒత్తిడిలో రేడియల్‌గా విస్తరిస్తుంది.నాల్గవ విధానం ఏమిటంటే, కావలసిన దిశలో బెండింగ్ మోషన్‌ను సృష్టించడానికి నిష్క్రియ ఫాబ్రిక్ షీట్‌పై AMFని అతికించడం.మేము దాని అంచు చుట్టూ AMFని అమలు చేయడం ద్వారా నిష్క్రియ బ్రేక్‌అవుట్ బోర్డ్‌ను క్రియాశీల బ్రేక్‌అవుట్ బోర్డ్‌గా రీకాన్ఫిగర్ చేసాము.AMF యొక్క ఈ ప్రోగ్రామబుల్ స్వభావం బయో-ప్రేరేపిత ఆకృతిని మార్చే మృదువైన నిర్మాణాల కోసం లెక్కలేనన్ని అవకాశాలను తెరుస్తుంది, ఇక్కడ మనం నిష్క్రియ వస్తువులను యాక్టివ్‌గా మార్చవచ్చు.ఈ పద్ధతి సరళమైనది, సులభమైనది మరియు వేగవంతమైనది, కానీ ప్రోటోటైప్ యొక్క దీర్ఘాయువును రాజీ చేస్తుంది.ప్రతి కణజాల ఆస్తి యొక్క బలాలు మరియు బలహీనతలను వివరించే సాహిత్యంలోని ఇతర విధానాలను రీడర్ సూచిస్తారు21,33,34,35.
సాంప్రదాయ బట్టలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే చాలా దారాలు లేదా నూలులు నిష్క్రియాత్మక నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటాయి.ఈ పనిలో, విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్‌ల కోసం తెలివైన మరియు యాక్టివ్ ఫ్యాబ్రిక్‌లను రూపొందించడానికి సాంప్రదాయ నిష్క్రియ వస్త్ర నూలులను AFMతో భర్తీ చేయడానికి, మీటర్ పొడవు మరియు సబ్‌మిల్లీమీటర్ వ్యాసాలను చేరుకోగల మా గతంలో అభివృద్ధి చేసిన AMFని ఉపయోగిస్తాము.కింది విభాగాలు స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్ ప్రోటోటైప్‌లను తయారు చేయడానికి వివరణాత్మక పద్ధతులను వివరిస్తాయి మరియు వాటి ప్రధాన విధులు మరియు ప్రవర్తనలను ప్రదర్శిస్తాయి.
మేము వెఫ్ట్ నిట్టింగ్ టెక్నిక్ (Fig. 2A) ఉపయోగించి మూడు AMF జెర్సీలను చేతితో తయారు చేసాము.AMFలు మరియు ప్రోటోటైప్‌ల కోసం మెటీరియల్ ఎంపిక మరియు వివరణాత్మక స్పెసిఫికేషన్‌లను మెథడ్స్ విభాగంలో చూడవచ్చు.ప్రతి AMF ఒక సుష్ట లూప్‌ను ఏర్పరుచుకునే వైండింగ్ మార్గాన్ని (మార్గం అని కూడా పిలుస్తారు) అనుసరిస్తుంది.ప్రతి అడ్డు వరుస యొక్క ఉచ్చులు వాటి పైన మరియు క్రింద ఉన్న వరుసల ఉచ్చులతో స్థిరంగా ఉంటాయి.కోర్సుకు లంబంగా ఉన్న ఒక కాలమ్ యొక్క వలయాలు ఒక షాఫ్ట్లో కలుపుతారు.మా అల్లిన నమూనాలో ప్రతి వరుసలో ఏడు కుట్లు (లేదా ఏడు కుట్లు) మూడు వరుసలు ఉంటాయి.ఎగువ మరియు దిగువ వలయాలు స్థిరంగా లేవు, కాబట్టి మేము వాటిని సంబంధిత మెటల్ రాడ్లకు అటాచ్ చేయవచ్చు.సాంప్రదాయ నూలుతో పోలిస్తే AMF యొక్క అధిక దృఢత్వం కారణంగా అల్లిన నమూనాలు సంప్రదాయ అల్లిన బట్టల కంటే సులభంగా విప్పుతాయి.అందువల్ల, మేము సన్నని సాగే త్రాడులతో ప్రక్కనే ఉన్న వరుసల ఉచ్చులను కట్టివేసాము.
వివిధ AMF కాన్ఫిగరేషన్‌లతో వివిధ స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్ ప్రోటోటైప్‌లు అమలు చేయబడుతున్నాయి.(A) మూడు AMFల నుండి తయారు చేయబడిన అల్లిన షీట్.(B) రెండు AMFల ద్వి దిశాత్మక నేసిన షీట్.(C) AMF మరియు యాక్రిలిక్ నూలుతో తయారు చేయబడిన ఏకదిశాత్మక నేసిన షీట్ 500g భారాన్ని భరించగలదు, ఇది దాని బరువు (2.6g) కంటే 192 రెట్లు ఎక్కువ.(D) రేడియల్ నిర్బంధంగా ఒక AMF మరియు పత్తి నూలుతో రేడియల్‌గా విస్తరిస్తున్న నిర్మాణం.మెథడ్స్ విభాగంలో వివరణాత్మక స్పెసిఫికేషన్‌లను చూడవచ్చు.
ఒక అల్లిక యొక్క జిగ్‌జాగ్ లూప్‌లు వేర్వేరు దిశల్లో విస్తరించగలిగినప్పటికీ, ప్రయాణ దిశలో పరిమితుల కారణంగా మా నమూనా knit ప్రధానంగా ఒత్తిడిలో లూప్ దిశలో విస్తరిస్తుంది.ప్రతి AMF యొక్క పొడవు అల్లిన షీట్ యొక్క మొత్తం ప్రాంతం యొక్క విస్తరణకు దోహదం చేస్తుంది.నిర్దిష్ట అవసరాలపై ఆధారపడి, మేము మూడు వేర్వేరు ద్రవ మూలాల నుండి స్వతంత్రంగా మూడు AMFలను నియంత్రించవచ్చు (మూర్తి 2A) లేదా ఏకకాలంలో ఒక ద్రవ మూలం నుండి 1 నుండి 3 ద్రవ పంపిణీదారు ద్వారా.అంజీర్ న.2A అల్లిన నమూనా యొక్క ఉదాహరణను చూపుతుంది, మూడు AMP లకు (1.2 MPa) ఒత్తిడిని వర్తింపజేసేటప్పుడు దీని ప్రారంభ ప్రాంతం 35% పెరిగింది.ముఖ్యంగా, AMF దాని అసలు పొడవులో కనీసం 250% అధిక పొడుగును సాధిస్తుంది49 కాబట్టి అల్లిన షీట్‌లు ప్రస్తుత వెర్షన్‌ల కంటే ఎక్కువగా విస్తరించగలవు.
మేము సాదా నేత పద్ధతిని (మూర్తి 2B) ఉపయోగించి రెండు AMFల నుండి రూపొందించిన ద్వి దిశాత్మక నేత షీట్‌లను కూడా సృష్టించాము.AMF వార్ప్ మరియు వెఫ్ట్ లంబ కోణంలో ఒకదానితో ఒకటి ముడిపడి ఉంటాయి, ఇది ఒక సాధారణ క్రిస్-క్రాస్ నమూనాను ఏర్పరుస్తుంది.వార్ప్ మరియు వెఫ్ట్ నూలు రెండూ ఒకే నూలు పరిమాణంతో తయారు చేయబడినందున మా ప్రోటోటైప్ నేత సమతుల్య సాదా నేతగా వర్గీకరించబడింది (వివరాల కోసం మెథడ్స్ విభాగాన్ని చూడండి).పదునైన మడతలను ఏర్పరుచుకునే సాధారణ థ్రెడ్‌ల వలె కాకుండా, నేయడం నమూనా యొక్క మరొక థ్రెడ్‌కి తిరిగి వచ్చినప్పుడు వర్తించే AMFకి నిర్దిష్ట బెండింగ్ వ్యాసార్థం అవసరం.అందువల్ల, AMP నుండి తయారు చేయబడిన నేసిన షీట్లు సంప్రదాయ నేసిన వస్త్రాలతో పోలిస్తే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటాయి.AMF-రకం S (బయటి వ్యాసం 1.49 మిమీ) కనీస వంపు వ్యాసార్థం 1.5 మిమీ.ఉదాహరణకు, ఈ వ్యాసంలో మేము అందించే ప్రోటోటైప్ నేత 7×7 థ్రెడ్ నమూనాను కలిగి ఉంటుంది, ఇక్కడ ప్రతి ఖండన సన్నని సాగే త్రాడు యొక్క ముడితో స్థిరీకరించబడుతుంది.అదే నేత పద్ధతిని ఉపయోగించి, మీరు మరిన్ని తంతువులను పొందవచ్చు.
సంబంధిత AMF ద్రవ ఒత్తిడిని పొందినప్పుడు, నేసిన షీట్ వార్ప్ లేదా వెఫ్ట్ దిశలో దాని ప్రాంతాన్ని విస్తరిస్తుంది.అందువల్ల, మేము రెండు AMPలకు వర్తించే ఇన్లెట్ ప్రెజర్ మొత్తాన్ని స్వతంత్రంగా మార్చడం ద్వారా అల్లిన షీట్ (పొడవు మరియు వెడల్పు) యొక్క కొలతలను నియంత్రించాము.అంజీర్ న.2B ఒక AMP (1.3 MPa)కి ఒత్తిడిని వర్తింపజేసేటప్పుడు దాని అసలు ప్రాంతంలో 44% వరకు విస్తరించిన నేసిన నమూనాను చూపుతుంది.రెండు AMFలపై ఒత్తిడి యొక్క ఏకకాల చర్యతో, ప్రాంతం 108% పెరిగింది.
మేము వార్ప్ మరియు యాక్రిలిక్ నూలులతో ఒకే AMF నుండి ఏకదిశాత్మక నేసిన షీట్‌ను కూడా తయారు చేసాము (మూర్తి 2C).AMFలు ఏడు జిగ్‌జాగ్ వరుసలలో అమర్చబడి ఉంటాయి మరియు థ్రెడ్‌లు ఈ AMFల వరుసలను కలిపి దీర్ఘచతురస్రాకార బట్టను ఏర్పరుస్తాయి.ఈ నేసిన నమూనా అంజీర్ 2B కంటే దట్టంగా ఉంది, మొత్తం షీట్‌ను సులభంగా నింపిన మృదువైన యాక్రిలిక్ థ్రెడ్‌లకు ధన్యవాదాలు.మేము వార్ప్‌గా ఒక AMFని మాత్రమే ఉపయోగిస్తాము కాబట్టి, నేసిన షీట్ ఒత్తిడిలో వార్ప్ వైపు మాత్రమే విస్తరించగలదు.మూర్తి 2C నేసిన నమూనా యొక్క ఉదాహరణను చూపుతుంది, దీని ప్రారంభ ప్రాంతం పెరుగుతున్న ఒత్తిడితో (1.3 MPa) 65% పెరుగుతుంది.అదనంగా, ఈ అల్లిన ముక్క (2.6 గ్రాముల బరువు) 500 గ్రాముల భారాన్ని ఎత్తగలదు, ఇది దాని ద్రవ్యరాశికి 192 రెట్లు ఎక్కువ.
ఒక దీర్ఘచతురస్రాకార నేసిన షీట్‌ను రూపొందించడానికి AMFని జిగ్‌జాగ్ నమూనాలో అమర్చడానికి బదులుగా, మేము AMF యొక్క ఫ్లాట్ స్పైరల్ ఆకారాన్ని రూపొందించాము, ఆపై ఒక రౌండ్ నేసిన షీట్‌ను రూపొందించడానికి పత్తి నూలుతో రేడియల్‌గా నిర్బంధించబడింది (మూర్తి 2D).AMF యొక్క అధిక దృఢత్వం ప్లేట్ యొక్క చాలా మధ్య ప్రాంతాన్ని పూరించడాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.అయితే, ఈ పాడింగ్‌ను సాగే నూలు లేదా సాగే బట్టల నుండి తయారు చేయవచ్చు.హైడ్రాలిక్ ఒత్తిడిని స్వీకరించిన తర్వాత, AMP దాని రేఖాంశ పొడుగును షీట్ యొక్క రేడియల్ విస్తరణగా మారుస్తుంది.తంతువుల రేడియల్ పరిమితి కారణంగా మురి ఆకారం యొక్క బయటి మరియు లోపలి వ్యాసాలు రెండూ పెరిగాయని కూడా గమనించాలి.1 MPa యొక్క అనువర్తిత హైడ్రాలిక్ పీడనంతో, రౌండ్ షీట్ ఆకారం దాని అసలు ప్రాంతంలో 25% వరకు విస్తరించిందని మూర్తి 2D చూపిస్తుంది.
మేము ఇక్కడ స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌లను తయారు చేయడానికి రెండవ విధానాన్ని అందిస్తున్నాము, ఇక్కడ మేము ఒక ఫ్లాట్ ఫాబ్రిక్ ముక్కకు AMFని జిగురు చేస్తాము మరియు దానిని నిష్క్రియాత్మకం నుండి క్రియాశీలంగా నియంత్రించబడే ఆకృతికి రీకాన్ఫిగర్ చేస్తాము.బెండింగ్ డ్రైవ్ యొక్క డిజైన్ రేఖాచిత్రం అంజీర్లో చూపబడింది.3A, ఇక్కడ AMP మధ్యలోకి మడవబడుతుంది మరియు డబుల్-సైడెడ్ టేప్‌ను అంటుకునేలా ఉపయోగించి విస్తరించలేని ఫాబ్రిక్ (కాటన్ మస్లిన్ ఫాబ్రిక్) స్ట్రిప్‌కు అతికించబడుతుంది.సీల్ చేసిన తర్వాత, AMF పైభాగం విస్తరించడానికి ఉచితం, అయితే దిగువన టేప్ మరియు ఫాబ్రిక్ ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది, దీని వలన స్ట్రిప్ ఫాబ్రిక్ వైపు వంగి ఉంటుంది.బెండ్ యాక్యుయేటర్‌లోని ఏదైనా భాగాన్ని దానిపై టేప్‌ను అతికించడం ద్వారా మనం ఎక్కడైనా నిష్క్రియం చేయవచ్చు.నిష్క్రియం చేయబడిన విభాగం కదలదు మరియు నిష్క్రియ విభాగం అవుతుంది.
సాంప్రదాయ బట్టలపై AMFని అతికించడం ద్వారా బట్టలు తిరిగి కాన్ఫిగర్ చేయబడతాయి.(A) మడతపెట్టిన AMFని విస్తరించలేని ఫాబ్రిక్‌పై అతికించడం ద్వారా తయారు చేయబడిన బెండింగ్ డ్రైవ్ కోసం డిజైన్ కాన్సెప్ట్.(B) యాక్యుయేటర్ ప్రోటోటైప్ యొక్క బెండింగ్.(C) దీర్ఘచతురస్రాకార వస్త్రాన్ని క్రియాశీల నాలుగు-కాళ్ల రోబోట్‌గా పునర్నిర్మించడం.అస్థిర బట్ట: కాటన్ జెర్సీ.స్ట్రెచ్ ఫాబ్రిక్: పాలిస్టర్.మెథడ్స్ విభాగంలో వివరణాత్మక స్పెసిఫికేషన్‌లను చూడవచ్చు.
మేము వివిధ పొడవులు గల అనేక ప్రోటోటైప్ బెండింగ్ యాక్యుయేటర్‌లను తయారు చేసాము మరియు బెండింగ్ మోషన్‌ను రూపొందించడానికి వాటిని హైడ్రాలిక్స్‌తో ఒత్తిడి చేసాము (మూర్తి 3B).ముఖ్యంగా, AMFని సరళ రేఖలో వేయవచ్చు లేదా బహుళ థ్రెడ్‌లను ఏర్పరచడానికి మడతపెట్టి, ఆపై తగిన సంఖ్యలో థ్రెడ్‌లతో బెండింగ్ డ్రైవ్‌ను రూపొందించడానికి ఫాబ్రిక్‌కు అతికించవచ్చు.మేము పాసివ్ టిష్యూ షీట్‌ను యాక్టివ్ టెట్రాపోడ్ స్ట్రక్చర్‌గా మార్చాము (మూర్తి 3C), ఇక్కడ మేము దీర్ఘచతురస్రాకార విస్తరించలేని కణజాలం (కాటన్ మస్లిన్ ఫాబ్రిక్) యొక్క సరిహద్దులను రూట్ చేయడానికి AMFని ఉపయోగించాము.AMP డబుల్ సైడెడ్ టేప్ ముక్కతో ఫాబ్రిక్‌కు జోడించబడింది.ప్రతి అంచు మధ్యలో నిష్క్రియంగా మారడానికి టేప్ చేయబడింది, అయితే నాలుగు మూలలు చురుకుగా ఉంటాయి.స్ట్రెచ్ ఫాబ్రిక్ టాప్ కవర్ (పాలిస్టర్) ఐచ్ఛికం.ఫాబ్రిక్ యొక్క నాలుగు మూలలు నొక్కినప్పుడు వంగి (కాళ్ళలాగా కనిపిస్తాయి).
అభివృద్ధి చెందిన స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్స్ లక్షణాలను పరిమాణాత్మకంగా అధ్యయనం చేయడానికి మేము టెస్ట్ బెంచ్‌ను నిర్మించాము (పద్ధతుల విభాగం మరియు అనుబంధ మూర్తి S1 చూడండి).అన్ని నమూనాలు AMFతో తయారు చేయబడినందున, ప్రయోగాత్మక ఫలితాల యొక్క సాధారణ ధోరణి (Fig. 4) AMF యొక్క ప్రధాన లక్షణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, అవి, ఇన్లెట్ పీడనం అవుట్‌లెట్ పొడిగింపుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు కుదింపు శక్తికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.అయితే, ఈ స్మార్ట్ ఫ్యాబ్రిక్‌లు వాటి నిర్దిష్ట కాన్ఫిగరేషన్‌లను ప్రతిబింబించే ప్రత్యేక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్ కాన్ఫిగరేషన్‌లను కలిగి ఉంటుంది.(A, B) ఇన్లెట్ ప్రెజర్ మరియు అవుట్‌లెట్ పొడిగింపు కోసం హిస్టెరిసిస్ వక్రతలు మరియు నేసిన షీట్‌ల కోసం ఫోర్స్.(సి) నేసిన షీట్ యొక్క ప్రాంతం యొక్క విస్తరణ.(D,E) నిట్‌వేర్ కోసం ఇన్‌పుట్ ఒత్తిడి మరియు అవుట్‌పుట్ పొడుగు మరియు శక్తి మధ్య సంబంధం.(F) రేడియల్‌గా విస్తరిస్తున్న నిర్మాణాల ప్రాంత విస్తరణ.(G) బెండింగ్ డ్రైవ్‌ల యొక్క మూడు వేర్వేరు పొడవుల బెండింగ్ కోణాలు.
నేసిన షీట్ యొక్క ప్రతి AMF సుమారు 30% పొడుగు (Fig. 4A) ఉత్పత్తి చేయడానికి 1 MPa యొక్క ఇన్లెట్ ఒత్తిడికి లోబడి ఉంటుంది.మేము అనేక కారణాల వల్ల మొత్తం ప్రయోగం కోసం ఈ థ్రెషోల్డ్‌ని ఎంచుకున్నాము: (1) వారి హిస్టెరిసిస్ వక్రతలను నొక్కి చెప్పడానికి ఒక ముఖ్యమైన పొడుగును (సుమారు 30%) సృష్టించడానికి, (2) వివిధ ప్రయోగాల నుండి సైక్లింగ్‌ను నిరోధించడానికి మరియు ప్రమాదవశాత్తూ నష్టం లేదా వైఫల్యానికి దారితీసే పునర్వినియోగ నమూనాలను నిరోధించడానికి..అధిక ద్రవ ఒత్తిడి కింద.డెడ్ జోన్ స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది మరియు ఇన్లెట్ ఒత్తిడి 0.3 MPaకి చేరుకునే వరకు braid కదలకుండా ఉంటుంది.ఒత్తిడి పొడిగింపు హిస్టెరిసిస్ ప్లాట్లు పంపింగ్ మరియు విడుదల దశల మధ్య పెద్ద అంతరాన్ని చూపుతాయి, నేసిన షీట్ విస్తరణ నుండి సంకోచానికి దాని కదలికను మార్చినప్పుడు గణనీయమైన శక్తి నష్టం ఉందని సూచిస్తుంది.(Fig. 4A).1 MPa యొక్క ఇన్లెట్ ఒత్తిడిని పొందిన తర్వాత, నేసిన షీట్ 5.6 N (Fig. 4B) యొక్క సంకోచ శక్తిని కలిగిస్తుంది.ప్రెజర్-ఫోర్స్ హిస్టెరిసిస్ ప్లాట్ రీసెట్ కర్వ్ దాదాపు ప్రెజర్ బిల్డ్-అప్ కర్వ్‌తో అతివ్యాప్తి చెందుతుందని చూపిస్తుంది.3D ఉపరితల ప్లాట్‌లో (మూర్తి 4C) చూపిన విధంగా, నేసిన షీట్ యొక్క ప్రాంత విస్తరణ రెండు AMFలలో ప్రతిదానికి వర్తించే ఒత్తిడి మొత్తంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.ఒక నేసిన షీట్ దాని వార్ప్ మరియు వెఫ్ట్ AMFలు ఏకకాలంలో 1 MPa హైడ్రాలిక్ ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు 66% వైశాల్య విస్తరణను ఉత్పత్తి చేయగలదని కూడా ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి.
అల్లిన షీట్ యొక్క ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు టెన్షన్-ప్రెజర్ రేఖాచిత్రంలో విస్తృత హిస్టెరిసిస్ గ్యాప్ మరియు అతివ్యాప్తి చెందుతున్న ప్రెజర్-ఫోర్స్ కర్వ్‌లతో సహా నేసిన షీట్‌కు సారూప్య నమూనాను చూపుతాయి.అల్లిన షీట్ 30% పొడుగును చూపించింది, దాని తర్వాత 1 MPa (Fig. 4D, E) యొక్క ఇన్లెట్ పీడనం వద్ద కుదింపు శక్తి 9 N.
ఒక రౌండ్ నేసిన షీట్ విషయంలో, 1 MPa (Fig. 4F) ద్రవ ఒత్తిడికి గురైన తర్వాత ప్రారంభ ప్రాంతంతో పోలిస్తే దాని ప్రారంభ ప్రాంతం 25% పెరిగింది.నమూనా విస్తరించడం ప్రారంభించే ముందు, 0.7 MPa వరకు పెద్ద ఇన్లెట్ ప్రెజర్ డెడ్ జోన్ ఉంటుంది.పెద్ద AMFల నుండి నమూనాలు తయారు చేయబడినందున ఈ పెద్ద డెడ్ జోన్ అంచనా వేయబడింది, వాటి ప్రారంభ ఒత్తిడిని అధిగమించడానికి అధిక ఒత్తిళ్లు అవసరం.అంజీర్ న.4F విడుదల వక్రరేఖ ఒత్తిడి పెరుగుదల వక్రరేఖతో దాదాపు సమానంగా ఉంటుందని చూపిస్తుంది, డిస్క్ కదలిక మారినప్పుడు తక్కువ శక్తి నష్టాన్ని సూచిస్తుంది.
మూడు బెండింగ్ యాక్యుయేటర్‌ల (టిష్యూ రీకాన్ఫిగరేషన్) యొక్క ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు వాటి హిస్టెరిసిస్ వక్రతలు ఒకే విధమైన నమూనాను కలిగి ఉన్నాయని చూపుతున్నాయి (మూర్తి 4G), ఇక్కడ అవి ఎత్తడానికి ముందు 0.2 MPa వరకు ఇన్‌లెట్ ప్రెజర్ డెడ్ జోన్‌ను అనుభవిస్తాయి.మేము మూడు బెండింగ్ డ్రైవ్‌లకు (L20, L30 మరియు L50 mm) అదే వాల్యూమ్ ద్రవ (0.035 ml) వర్తింపజేస్తాము.అయినప్పటికీ, ప్రతి యాక్యుయేటర్ వేర్వేరు పీడన శిఖరాలను అనుభవించింది మరియు విభిన్న బెండింగ్ కోణాలను అభివృద్ధి చేసింది.L20 మరియు L30 mm యాక్యుయేటర్‌లు 0.72 మరియు 0.67 MPa ఇన్‌లెట్ పీడనాన్ని అనుభవించాయి, ఇవి వరుసగా 167° మరియు 194° బెండింగ్ కోణాలను చేరుకున్నాయి.పొడవైన బెండింగ్ డ్రైవ్ (పొడవు 50 మిమీ) 0.61 MPa ఒత్తిడిని తట్టుకుని గరిష్టంగా 236° బెండింగ్ కోణాన్ని చేరుకుంది.ప్రెజర్ యాంగిల్ హిస్టెరిసిస్ ప్లాట్‌లు మూడు బెండింగ్ డ్రైవ్‌ల కోసం ఒత్తిడి మరియు విడుదల వక్రరేఖల మధ్య సాపేక్షంగా పెద్ద ఖాళీలను వెల్లడించాయి.
పై స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్ కాన్ఫిగరేషన్‌ల కోసం ఇన్‌పుట్ వాల్యూమ్ మరియు అవుట్‌పుట్ ప్రాపర్టీస్ (పొడుగు, ఫోర్స్, ఏరియా ఎక్స్‌పాన్షన్, బెండింగ్ యాంగిల్) మధ్య సంబంధాన్ని సప్లిమెంటరీ ఫిగర్ S2లో కనుగొనవచ్చు.
మునుపటి విభాగంలోని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు AMF నమూనాల అనువర్తిత ఇన్లెట్ ప్రెజర్ మరియు అవుట్‌లెట్ పొడుగు మధ్య అనుపాత సంబంధాన్ని స్పష్టంగా ప్రదర్శిస్తాయి.AMB ఎంత బలంగా వడకట్టబడిందో, అది ఎక్కువ పొడవుగా అభివృద్ధి చెందుతుంది మరియు అది మరింత సాగే శక్తిని కూడగట్టుకుంటుంది.అందువల్ల, అది చేసే సంపీడన శక్తి ఎక్కువ.ఇన్లెట్ ఒత్తిడి పూర్తిగా తొలగించబడినప్పుడు నమూనాలు వాటి గరిష్ట కుదింపు శక్తిని చేరుకున్నాయని ఫలితాలు చూపించాయి.ఈ విభాగం విశ్లేషణాత్మక మోడలింగ్ మరియు ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ ద్వారా అల్లిన మరియు నేసిన షీట్‌ల పొడుగు మరియు గరిష్ట సంకోచం శక్తి మధ్య ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని ఏర్పరచడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.
ఒకే AMF యొక్క గరిష్ట సంకోచ శక్తి ఫౌట్ (ఇన్లెట్ పీడనం P = 0 వద్ద) ref 49లో ఇవ్వబడింది మరియు ఈ క్రింది విధంగా తిరిగి ప్రవేశపెట్టబడింది:
వాటిలో, α, E, మరియు A0 వరుసగా సాగే కారకం, యంగ్స్ మాడ్యులస్ మరియు సిలికాన్ ట్యూబ్ యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతం;k అనేది స్పైరల్ కాయిల్ యొక్క దృఢత్వం గుణకం;x మరియు li ఆఫ్‌సెట్ మరియు ప్రారంభ పొడవు.AMP, వరుసగా.
సరైన సమీకరణం.(1) అల్లిన మరియు నేసిన షీట్లను ఉదాహరణగా తీసుకోండి (Fig. 5A, B).అల్లిన ఉత్పత్తి Fkv మరియు నేసిన ఉత్పత్తి Fwh యొక్క సంకోచం శక్తులు వరుసగా సమీకరణం (2) మరియు (3) ద్వారా వ్యక్తీకరించబడతాయి.
ఇక్కడ mk అనేది లూప్‌ల సంఖ్య, φp అనేది ఇంజెక్షన్ సమయంలో అల్లిన బట్ట యొక్క లూప్ కోణం (Fig. 5A), mh అనేది థ్రెడ్‌ల సంఖ్య, θhp అనేది ఇంజెక్షన్ సమయంలో అల్లిన ఫాబ్రిక్ యొక్క ఎంగేజ్‌మెంట్ కోణం (Fig. 5B), εkv εwh అనేది అల్లిన షీట్ మరియు నేసిన షీట్ యొక్క వైకల్యం, F0 అనేది స్పైరల్ కాయిల్ యొక్క ప్రారంభ ఉద్రిక్తత.సమీకరణం యొక్క వివరణాత్మక ఉత్పన్నం.(2) మరియు (3) సహాయక సమాచారంలో చూడవచ్చు.
పొడుగు-శక్తి సంబంధం కోసం విశ్లేషణాత్మక నమూనాను సృష్టించండి.(A,B) వరుసగా అల్లిన మరియు నేసిన షీట్‌ల కోసం విశ్లేషణాత్మక నమూనా దృష్టాంతాలు.(C,D) అల్లిన మరియు నేసిన షీట్‌ల కోసం విశ్లేషణాత్మక నమూనాలు మరియు ప్రయోగాత్మక డేటా పోలిక.RMSE రూట్ అంటే స్క్వేర్ ఎర్రర్.
అభివృద్ధి చెందిన మోడల్‌ను పరీక్షించడానికి, మేము అంజీర్ 2Aలోని అల్లిన నమూనాలను మరియు అంజీర్ 2Bలోని అల్లిన నమూనాలను ఉపయోగించి పొడుగు ప్రయోగాలను చేసాము.0% నుండి 50% వరకు లాక్ చేయబడిన ప్రతి పొడిగింపు కోసం సంకోచ శక్తిని 5% ఇంక్రిమెంట్‌లలో కొలుస్తారు.ఐదు ట్రయల్స్ యొక్క సగటు మరియు ప్రామాణిక విచలనం Figure 5C (knit) మరియు Figure 5D (knit)లో ప్రదర్శించబడింది.విశ్లేషణాత్మక నమూనా యొక్క వక్రతలు సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడ్డాయి.పారామితులు (2) మరియు (3) పట్టికలో ఇవ్వబడ్డాయి.1. నిట్‌వేర్‌కు 0.34 N, నేసిన AMF H (క్షితిజ సమాంతర దిశ) మరియు 0.17 N యొక్క రూట్ మీన్ స్క్వేర్ ఎర్రర్ (RMSE)తో మొత్తం పొడుగు శ్రేణిలో ప్రయోగాత్మక డేటాతో విశ్లేషణాత్మక నమూనా మంచి ఒప్పందంలో ఉందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. నేసిన AMF కోసం.V (నిలువు దిశ).
ప్రాథమిక కదలికలతో పాటు, S- బెండ్, రేడియల్ సంకోచం మరియు 2D నుండి 3D డిఫార్మేషన్ వంటి సంక్లిష్ట కదలికలను అందించడానికి ప్రతిపాదిత స్మార్ట్ వస్త్రాలను యాంత్రికంగా ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు.ఫ్లాట్ స్మార్ట్ టెక్స్‌టైల్‌లను కావలసిన నిర్మాణాలలో ప్రోగ్రామింగ్ చేయడానికి మేము ఇక్కడ అనేక పద్ధతులను అందిస్తున్నాము.
సరళ దిశలో డొమైన్‌ను విస్తరించడంతో పాటు, మల్టీమోడల్ కదలికను (Fig. 6A) సృష్టించడానికి ఏకదిశాత్మక నేసిన షీట్‌లను యాంత్రికంగా ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు.మేము అల్లిన షీట్ యొక్క పొడిగింపును బెండింగ్ మోషన్‌గా పునర్నిర్మిస్తాము, దాని ముఖాలలో ఒకదానిని (ఎగువ లేదా దిగువ) కుట్టు థ్రెడ్‌తో నిర్బంధిస్తాము.షీట్లు ఒత్తిడిలో సరిహద్దు ఉపరితలం వైపు వంగి ఉంటాయి.అంజీర్ న.6A నేసిన ప్యానెల్‌ల యొక్క రెండు ఉదాహరణలను చూపుతుంది, అవి ఒక సగం పైభాగంలో ఇరుకైనప్పుడు మరియు మిగిలిన సగం దిగువ వైపు ఇరుకైనప్పుడు S-ఆకారంలో ఉంటాయి.ప్రత్యామ్నాయంగా, మీరు వృత్తాకార బెండింగ్ మోషన్‌ను సృష్టించవచ్చు, ఇక్కడ మొత్తం ముఖం మాత్రమే నిర్బంధించబడుతుంది.ఒక ఏకదిశాత్మక అల్లిన షీట్ దాని రెండు చివరలను ఒక గొట్టపు నిర్మాణం (Fig. 6B) లోకి కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా కుదింపు స్లీవ్‌గా కూడా తయారు చేయవచ్చు.కుదింపును అందించడానికి, నొప్పిని తగ్గించడానికి లేదా రక్త ప్రసరణను మెరుగుపరచడానికి మసాజ్ థెరపీ యొక్క ఒక రూపాన్ని అందించడానికి స్లీవ్ ఒక వ్యక్తి యొక్క చూపుడు వేలుపై ధరిస్తారు.చేతులు, తుంటి మరియు కాళ్లు వంటి ఇతర శరీర భాగాలకు సరిపోయేలా దీనిని స్కేల్ చేయవచ్చు.
ఒక దిశలో షీట్లను నేయగల సామర్థ్యం.(A) కుట్టు థ్రెడ్ల ఆకారం యొక్క ప్రోగ్రామబిలిటీ కారణంగా వికృతమైన నిర్మాణాల సృష్టి.(B) ఫింగర్ కంప్రెషన్ స్లీవ్.(C) అల్లిన షీట్ యొక్క మరొక వెర్షన్ మరియు ముంజేయి కంప్రెషన్ స్లీవ్‌గా దాని అమలు.(D) AMF రకం M, యాక్రిలిక్ నూలు మరియు వెల్క్రో పట్టీలతో తయారు చేయబడిన మరొక కంప్రెషన్ స్లీవ్ ప్రోటోటైప్.మెథడ్స్ విభాగంలో వివరణాత్మక స్పెసిఫికేషన్‌లను చూడవచ్చు.
మూర్తి 6C ఒకే AMF మరియు పత్తి నూలుతో తయారు చేయబడిన ఏకదిశాత్మక నేసిన షీట్ యొక్క మరొక ఉదాహరణను చూపుతుంది.షీట్ విస్తీర్ణంలో 45% విస్తరించవచ్చు (1.2 MPa వద్ద) లేదా ఒత్తిడిలో వృత్తాకార కదలికను కలిగిస్తుంది.షీట్ చివరలో అయస్కాంత పట్టీలను జోడించడం ద్వారా ముంజేయి కుదింపు స్లీవ్‌ను రూపొందించడానికి మేము షీట్‌ను కూడా చేర్చాము.మరొక ప్రోటోటైప్ ముంజేయి కుదింపు స్లీవ్ అంజీర్ 6Dలో చూపబడింది, దీనిలో బలమైన కుదింపు శక్తులను రూపొందించడానికి టైప్ M AMF (పద్ధతులు చూడండి) మరియు యాక్రిలిక్ నూలుల నుండి ఏకదిశాత్మక అల్లిన షీట్‌లు తయారు చేయబడ్డాయి.సులభంగా అటాచ్‌మెంట్ చేయడానికి మరియు విభిన్న చేతి పరిమాణాల కోసం మేము షీట్‌ల చివరలను వెల్క్రో పట్టీలతో అమర్చాము.
లీనియర్ ఎక్స్‌టెన్షన్‌ను బెండింగ్ మోషన్‌గా మార్చే రెస్ట్రెయింట్ టెక్నిక్, ద్వి దిశాత్మక నేసిన షీట్‌లకు కూడా వర్తిస్తుంది.మేము వార్ప్ యొక్క ఒక వైపున పత్తి థ్రెడ్లను నేస్తాము మరియు నేసిన షీట్లను అవి విస్తరించవు (Fig. 7A).ఈ విధంగా, రెండు AMFలు ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా హైడ్రాలిక్ పీడనాన్ని స్వీకరించినప్పుడు, షీట్ ఒక ఏకపక్ష త్రిమితీయ నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి ద్వి-దిశాత్మక బెండింగ్ మోషన్‌కు లోనవుతుంది.మరొక విధానంలో, ద్వి దిశాత్మక నేసిన షీట్‌ల యొక్క ఒక దిశను పరిమితం చేయడానికి మేము విస్తరించలేని నూలులను ఉపయోగిస్తాము (మూర్తి 7B).అందువల్ల, సంబంధిత AMF ఒత్తిడిలో ఉన్నప్పుడు షీట్ స్వతంత్ర వంపు మరియు సాగతీత కదలికలను చేయగలదు.అంజీర్ న.7B ఒక ఉదాహరణ చూపిస్తుంది, దీనిలో ద్విదిశాత్మక అల్లిన షీట్ మానవ వేలిలో మూడింట రెండు వంతుల చుట్టూ వంగుతున్న కదలికతో చుట్టి, మిగిలిన భాగాన్ని సాగదీయడం ద్వారా కవర్ చేయడానికి దాని పొడవును విస్తరించేలా నియంత్రించబడుతుంది.షీట్ల యొక్క రెండు-మార్గం కదలిక ఫ్యాషన్ డిజైన్ లేదా స్మార్ట్ దుస్తుల అభివృద్ధికి ఉపయోగపడుతుంది.
ద్వి-దిశాత్మక నేసిన షీట్, అల్లిన షీట్ మరియు రేడియల్‌గా విస్తరించదగిన డిజైన్ సామర్థ్యాలు.(A) ద్వి-దిశాత్మక వంపుని సృష్టించడానికి ద్వి-దిశాత్మక బంధిత ద్వి-దిశాత్మక వికర్ ప్యానెల్‌లు.(B) ఏకదిశాత్మకంగా నిర్బంధించబడిన ద్వి దిశాత్మక వికర్ ప్యానెల్‌లు ఫ్లెక్స్ మరియు పొడుగును ఉత్పత్తి చేస్తాయి.(C) అత్యంత సాగే అల్లిన షీట్, ఇది వివిధ ఉపరితల వక్రతకు అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు గొట్టపు నిర్మాణాలను కూడా ఏర్పరుస్తుంది.(D) హైపర్బోలిక్ పారాబొలిక్ ఆకారాన్ని (బంగాళాదుంప చిప్స్) రూపొందించే రేడియల్‌గా విస్తరిస్తున్న నిర్మాణం యొక్క మధ్య రేఖ యొక్క డీలిమిటేషన్.
మేము కుట్టు థ్రెడ్తో అల్లిన భాగం యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ వరుసల యొక్క రెండు ప్రక్కనే ఉన్న ఉచ్చులను కనెక్ట్ చేసాము, తద్వారా అది విప్పుకోదు (Fig. 7C).అందువలన, నేసిన షీట్ పూర్తిగా అనువైనది మరియు మానవ చేతులు మరియు చేతుల చర్మం ఉపరితలం వంటి వివిధ ఉపరితల వక్రతలకు బాగా అనుగుణంగా ఉంటుంది.మేము ప్రయాణ దిశలో అల్లిన భాగం యొక్క చివరలను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా గొట్టపు నిర్మాణాన్ని (స్లీవ్) కూడా సృష్టించాము.స్లీవ్ వ్యక్తి యొక్క చూపుడు వేలు చుట్టూ బాగా చుట్టి ఉంటుంది (Fig. 7C).నేసిన బట్ట యొక్క సైనోసిటీ అద్భుతమైన ఫిట్ మరియు వైకల్యాన్ని అందిస్తుంది, ఇది స్మార్ట్ దుస్తులు (గ్లోవ్స్, కంప్రెషన్ స్లీవ్‌లు)లో ఉపయోగించడం సులభం చేస్తుంది, సౌకర్యాన్ని (ఫిట్ ద్వారా) మరియు చికిత్సా ప్రభావాన్ని (కంప్రెషన్ ద్వారా) అందిస్తుంది.
బహుళ దిశలలో 2D రేడియల్ విస్తరణతో పాటు, వృత్తాకార నేసిన షీట్లను కూడా 3D నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు.మేము దాని ఏకరీతి రేడియల్ విస్తరణకు అంతరాయం కలిగించడానికి యాక్రిలిక్ నూలుతో రౌండ్ braid యొక్క మధ్య రేఖను పరిమితం చేసాము.ఫలితంగా, గుండ్రని నేసిన షీట్ యొక్క అసలైన ఫ్లాట్ ఆకారం ఒత్తిడి (Fig. 7D) తర్వాత హైపర్బోలిక్ పారాబొలిక్ ఆకారంలోకి (లేదా బంగాళాదుంప చిప్స్) రూపాంతరం చెందింది.ఈ ఆకారాన్ని మార్చే సామర్థ్యాన్ని లిఫ్ట్ మెకానిజం, ఆప్టికల్ లెన్స్, మొబైల్ రోబోట్ లెగ్‌లుగా అమలు చేయవచ్చు లేదా ఫ్యాషన్ డిజైన్ మరియు బయోనిక్ రోబోట్‌లలో ఉపయోగకరంగా ఉండవచ్చు.
మేము నాన్-స్ట్రెచ్ ఫాబ్రిక్ స్ట్రిప్‌పై AMFని అతికించడం ద్వారా ఫ్లెక్చురల్ డ్రైవ్‌లను రూపొందించడానికి ఒక సాధారణ సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసాము (మూర్తి 3).షేప్ ప్రోగ్రామబుల్ థ్రెడ్‌లను రూపొందించడానికి మేము ఈ కాన్సెప్ట్‌ను ఉపయోగిస్తాము, ఇక్కడ మేము కావలసిన ఆకృతులను రూపొందించడానికి ఒక AMFలో బహుళ క్రియాశీల మరియు నిష్క్రియ విభాగాలను వ్యూహాత్మకంగా పంపిణీ చేయవచ్చు.ఒత్తిడి పెరిగినందున వాటి ఆకారాన్ని నేరుగా అక్షరానికి (UNSW) మార్చగల నాలుగు క్రియాశీల తంతువులను మేము రూపొందించాము మరియు ప్రోగ్రామ్ చేసాము (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. S4).ఈ సరళమైన పద్ధతి AMF యొక్క వైకల్యాన్ని 1D పంక్తులను 2D ఆకారాలు మరియు బహుశా 3D నిర్మాణాలుగా మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఇదే విధమైన విధానంలో, నిష్క్రియ సాధారణ కణజాలం యొక్క భాగాన్ని క్రియాశీల టెట్రాపోడ్‌గా (Fig. 8A) పునర్నిర్మించడానికి మేము ఒకే AMFని ఉపయోగించాము.రూటింగ్ మరియు ప్రోగ్రామింగ్ కాన్సెప్ట్‌లు మూర్తి 3Cలో చూపిన వాటికి సమానంగా ఉంటాయి.అయినప్పటికీ, దీర్ఘచతురస్రాకార షీట్లకు బదులుగా, వారు చతుర్భుజ నమూనా (తాబేలు, కాటన్ మస్లిన్) ఉన్న బట్టలను ఉపయోగించడం ప్రారంభించారు.అందువల్ల, కాళ్ళు పొడవుగా ఉంటాయి మరియు నిర్మాణాన్ని ఎత్తుగా పెంచవచ్చు.దాని కాళ్ళు భూమికి లంబంగా ఉండే వరకు నిర్మాణం యొక్క ఎత్తు క్రమంగా ఒత్తిడిలో పెరుగుతుంది.ఇన్లెట్ ఒత్తిడి పెరగడం కొనసాగితే, కాళ్ళు లోపలికి సాగిపోతాయి, నిర్మాణం యొక్క ఎత్తును తగ్గిస్తుంది.టెట్రాపోడ్‌లు వాటి కాళ్లు ఏకదిశాత్మక నమూనాలను కలిగి ఉంటే లేదా చలన మానిప్యులేషన్ వ్యూహాలతో బహుళ AMFలను ఉపయోగిస్తే లోకోమోషన్ చేయగలవు.అడవి మంటలు, కూలిపోయిన భవనాలు లేదా ప్రమాదకర వాతావరణాల నుండి రక్షించడం మరియు మెడికల్ డ్రగ్ డెలివరీ రోబోలతో సహా వివిధ రకాల పనుల కోసం సాఫ్ట్ లోకోమోషన్ రోబోట్‌లు అవసరం.
ఆకారాన్ని మార్చే నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి ఫాబ్రిక్ పునర్నిర్మించబడింది.(A) నిష్క్రియ ఫాబ్రిక్ షీట్ యొక్క సరిహద్దుకు AMFను అతికించండి, దానిని స్టీరబుల్ నాలుగు-కాళ్ల నిర్మాణంగా మారుస్తుంది.(BD) కణజాల పునర్నిర్మాణానికి మరో రెండు ఉదాహరణలు, నిష్క్రియ సీతాకోకచిలుకలు మరియు పువ్వులను క్రియాశీలమైనవిగా మార్చడం.నాన్-స్ట్రెచ్ ఫాబ్రిక్: సాదా కాటన్ మస్లిన్.
పునర్నిర్మించడం కోసం రెండు అదనపు బయోఇన్‌స్పైర్డ్ స్ట్రక్చర్‌లను పరిచయం చేయడం ద్వారా ఈ టిష్యూ రీకాన్ఫిగరేషన్ టెక్నిక్ యొక్క సరళత మరియు బహుముఖ ప్రజ్ఞను కూడా మేము ఉపయోగించుకుంటాము (గణాంకాలు 8B-D).రౌటబుల్ AMFతో, ఈ ఫారమ్-డిఫార్మబుల్ స్ట్రక్చర్‌లు నిష్క్రియ కణజాలం యొక్క షీట్‌ల నుండి యాక్టివ్ మరియు స్టీరబుల్ స్ట్రక్చర్‌లకు పునర్నిర్మించబడతాయి.మోనార్క్ సీతాకోకచిలుక నుండి ప్రేరణ పొంది, మేము సీతాకోకచిలుక ఆకారంలో ఉన్న ఫాబ్రిక్ (కాటన్ మస్లిన్) మరియు దాని రెక్కల కింద ఇరుక్కున్న పొడవాటి AMF ముక్కను ఉపయోగించి రూపాంతరం చెందుతున్న సీతాకోకచిలుక నిర్మాణాన్ని తయారు చేసాము.AMF ఒత్తిడిలో ఉన్నప్పుడు, రెక్కలు ముడుచుకుంటాయి.మోనార్క్ సీతాకోకచిలుక వలె, బటర్‌ఫ్లై రోబోట్ యొక్క ఎడమ మరియు కుడి రెక్కలు ఒకే విధంగా ఫ్లాప్ అవుతాయి ఎందుకంటే అవి రెండూ AMFచే నియంత్రించబడతాయి.సీతాకోకచిలుక ఫ్లాప్‌లు ప్రదర్శన ప్రయోజనాల కోసం మాత్రమే.ఇది స్మార్ట్ బర్డ్ (ఫెస్టో కార్ప్., USA) లాగా ఎగరదు.మేము ఒక ఫాబ్రిక్ ఫ్లవర్‌ను కూడా తయారు చేసాము (మూర్తి 8D) ఒక్కొక్కటి ఐదు రేకుల రెండు పొరలను కలిగి ఉంటుంది.మేము రేకుల వెలుపలి అంచు తర్వాత ప్రతి పొర క్రింద AMF ఉంచాము.ప్రారంభంలో, పువ్వులు పూర్తిగా వికసించాయి, అన్ని రేకులు పూర్తిగా తెరవబడతాయి.ఒత్తిడిలో, AMF రేకుల యొక్క వంపు కదలికను కలిగిస్తుంది, దీని వలన వాటిని మూసివేయబడుతుంది.రెండు AMFలు స్వతంత్రంగా రెండు పొరల కదలికను నియంత్రిస్తాయి, అయితే ఒక పొర యొక్క ఐదు రేకులు ఒకే సమయంలో వంగి ఉంటాయి.