研究者のXinLiとKaigeShiは、真空吸引ユニットの開発を強化できるゼロ圧力差(ZPD)法を開発しました。特別に設計された吸引ユニットにより、人間は壁を簡単に登ることができます。サクションユニットは、粗い表面や織り目加工の壁に使用でき、クライミングロボットや把持機能を備えたロボットアームの開発に役立ちます。
従来の吸引方法は、真空漏れにより粗面での吸引・引張力の維持に苦労し、吸引不良を引き起こしていました。新しい技術では、表面とデバイスの吸盤の間に高速回転するウォーターリングを使用します。これにより、粗い表面をつかむための遠心力が発生します。回転する水の遠心力が真空ゾーンと表面の境界の圧力差を打ち消し、真空漏れを防ぎます。
上に示したように、流量計を使用して入口水の流量を検出します。真空チャンバー内の水は、放射状の溝またはオンオフバルブによって制御される追加の流路のいずれかから漏れます。真空ポンプの出力を調整できるので、速度を変えることができます。速度コントローラは、回転速度を要求された値に制御できます。過渡回転速度は、速度コントローラから読み取ることができます。詳細については、Physics offluidsに掲載されているゼロ圧力差法の記事に基づいた真空吸引ユニットを参照してください。
他の壁登りロボットと比較して、ZPDベースの吸引ユニットを備えたロボットは、パフォーマンスの驚くべき改善を実現します。ZPDサクションユニットは、従来のサクションユニットと比較して、エネルギー効率が高く、小型/軽量です。科学者は、3つの異なる吸引サイズとアプリケーションでZPDユニットをテストしました。オブジェクトをつかんで処理するロボットアーム、ヘキサポッドウォールクライミングロボット、スパイダーマンのようなウォールクライミングデバイスです。
将来的には、水の消費量を削減し、吸引ユニットが少量の水で長時間動作し、壁登りロボットが接続された給水に頼らずに水を運ぶことができるようにすることを目指しています。