Mugimenduaren kontrol zorrotza

Zenbait materialek kinada batzuen aurrean nola erantzuten duten ikertzen dihardu Zientzia eta Teknologia Fakultateko Elektrizitatea eta Elektronika Saileko Automatika Taldeak. Material horiek sistema elektromekanikoen hainbat aplikaziotan nahiz robotika malgu arinean mugimendu zehatzak sortzeko eta neurtzeko erabil litezke.

Hain zuzen ere, mikroposizionamenduaren aplikazioetan etorkizun handia izan lezaketen bi material mota ikertzen dihardute: forma-memoria duten aleazioak (SMA) eta forma-memoria magnetikoa edo ferromagnetikoa duten aleazioak (MSM edo FSMA). Guztiak material berriak eta adimendunak dira, forma-memoria gordetzeko duten gaitasunarengatik eta beste ezaugarri berritzaile batzuengatik.

Forma-memoria duten aleazioak gai dira jatorrizko tamaina eta forma berreskuratzeko, deformazio-prozesu bat jasan ostean. Mota horietako aleaziorik ohikoena nitinol izenez ezagutzen da. Nikelez eta titanioz osatutako aleazio bat da, gutxi gorabehera % 50eko proportzioan. Merkatuan salgai dago, eta hari-itxura izan ohi du.

Forma-memoria magnetikoa duten aleazioak, berriz, eremu magnetiko bat aplikatu ostean jatorrizko forma eta tamaina berreskuratzeko gai diren material ferromagnetikoak dira. Ez daude salgai, eta, gaur egun, ikerketa-laborategietan soilik ekoizten dituzte.

EHUko ikertzaile-taldeak robotika arinean erabilgarriak izan litezkeen zenbait gailu eraiki ditu forma-memoria duten material horiek erabilita; gaur egun, sistema elektromekaniko arinetarako edo miniaturetarako aplikazio berriak ikertzen dihardu, bereziki.

Artisau-prototipoak

SMA aleazioak zehaztasun txikiko aplikazioetarako eragingailuetan erabili izan dira orain artean. Dena den, EHUko ikertzaile-taldeak eragingailu horien posizionamendu-kontrola nabarmen hobetu dezaketen zenbait gailu esperimental garatu ditu.

Objektu txikiak maneiatzeko gai den robot malgu eta txiki baterako gako arin baten prototipoa ekoitzi dute. Horretarako, nitinol-hari bat ezarri dute bi geruza metaliko elastikoren artean. Hala, hariari korronte elektrikoa aplikatzen zaionean, hari hori uzkurtu egiten da, gakoak erabat ixten dira, eta inguruan aurkitzen dituzten objektu txikiak jasotzen dituzte; korronte elektriko hori kentzen denean, ordea, gako horiek erabat zabaltzen dira. EHUko ikertzaileek irekitze- eta ixte-mugimendu horren zehaztasuna hobetzea lortu dute; alegia, nahi den kasuetan irekitze- edo ixte-mugimendu hori erabatekoa ez izatea lortu dute. Gainera, mugimendu hori mikra bateko zehaztasunez kontrolatzea lortu dute. Zehaztasun-maila hori nahikoa izan liteke hainbat aplikaziotan, besteak beste, makina-erremintaren sektorean.

Forma-memoria magnetikoa edo ferromagnetikoa duten aleazioei dagokienez, berriz, bestelako eragingailu bat diseinatu dute EHUko ikertzaileek, eta objektuak gutxi gorabehera 20 nanometroko zehaztasunarekin kontrolatzea lortu dute.

Eskuz egindako artisau-gailu bat bada ere, ikertzaileek ez dute zalantzan jartzen hori guztia hobetu daitekeenik, eta uste dute gai izan daitezkeela egungo eragingailu zehatzenetarikoak ordezkatzeko. Izan ere, forma-memoria ferromagnetikoa duten aleazioez ekoitzitako gailu horien abantaila nagusia da posizio egokia lortzen dutenean ez dutela energiarik kontsumitzen. Horregatik, erabilgarriak izan daitezke zenbait aplikaziotan, hala nola teleskopio handietan. Teleskopio horiek ispilu ugari dituzte, eta horiek guztiak zehaztasun handiarekin mugitu behar dira, behar bezala fokatzeko.

Artisau-gailu horiek materialen oinarrizko ezaugarriak laborategi mailan ezagutzeko balio dute. Dena den, litekeena da etorkizunean baliagarriak izatea robotika arineko eta mikroposizionamenduko nahiz nanoposizionamenduko gailuen prototipoak merkaturatzeko ere.