Les chercheurs Xin Li et Kaige Shi ont mis au point une méthode de différence de pression nulle (ZPD) qui peut améliorer le développement d' unités d'aspiration sous vide. Des unités d'aspiration spécialement conçues permettent aux humains de grimper facilement sur les murs. Les unités d'aspiration peuvent être utilisées sur des surfaces rugueuses et des murs texturés, ce qui sera utile dans le développement de robots d'escalade et de bras robotiques dotés de capacités de préhension.
Les méthodes d'aspiration conventionnelles ont du mal à maintenir la force d'aspiration / traction sur les surfaces rugueuses en raison d'une fuite de vide conduisant ainsi à une défaillance d'aspiration. La nouvelle technique utilise un anneau d'eau rotatif à grande vitesse entre la surface et la ventouse de l'appareil, ce qui crée une force centrifuge pour saisir les surfaces rugueuses. La force centrifuge de l'eau en rotation annule la différence de pression à la limite de la zone de vide et de la surface, empêchant les fuites de vide.
Comme indiqué ci-dessus, un débitmètre est utilisé pour détecter le débit d'eau d'entrée. L'eau dans la chambre à vide fuit soit par les rainures radiales, soit par le trajet d'écoulement supplémentaire contrôlé par la vanne marche-arrêt. La puissance de la pompe à vide peut être ajustée, de sorte que la vitesse peut être modifiée. Le contrôleur de vitesse peut contrôler la vitesse de rotation à la valeur demandée. La vitesse de rotation transitoire peut être lue à partir du régulateur de vitesse. Plus de détails peuvent être trouvés dans l'unité d'aspiration sous vide basée sur l'article de la méthode de différence de pression zéro publié sur la physique des fluides.
Comparé à d'autres robots d'escalade de mur, le robot avec notre unité d'aspiration basée sur ZPD réalise une amélioration surprenante des performances. L'unité d'aspiration ZPD est très économe en énergie et plus petite / plus légère que les unités d'aspiration traditionnelles. Les scientifiques ont testé l'unité ZPD avec trois tailles d'aspiration et applications différentes: sur un bras robotique pour saisir et manipuler des objets, sur un robot hexapode d'escalade de mur et comme appareil d'escalade de mur de type Spider-Man.
À l'avenir, les chercheurs visent à réduire la consommation d'eau afin que l'unité d'aspiration fonctionne avec une petite quantité d'eau pendant une longue période et que les robots d'escalade puissent transporter leur eau au lieu de compter sur une alimentation en eau connectée.