I ricercatori Xin Li e Kaige Shi hanno sviluppato un metodo con differenza di pressione zero (ZPD) che può migliorare lo sviluppo di unità di aspirazione a vuoto. Le unità di aspirazione appositamente progettate consentono agli esseri umani di arrampicarsi sui muri con facilità. Le unità di aspirazione possono essere utilizzate su superfici ruvide e pareti ruvide, il che sarà utile nello sviluppo di robot rampicanti e bracci robotici con capacità di presa.
I metodi di aspirazione convenzionali faticano a mantenere la forza di aspirazione / trazione su superfici ruvide a causa della perdita di vuoto, portando così a un fallimento dell'aspirazione. La nuova tecnica utilizza un anello d'acqua rotante ad alta velocità tra la superficie e la ventosa del dispositivo, che crea una forza centrifuga per la presa di superfici ruvide. La forza centrifuga dell'acqua in rotazione annulla la differenza di pressione al confine tra la zona del vuoto e la superficie, prevenendo la perdita di vuoto.
Come mostrato sopra, viene utilizzato un flussometro per rilevare la portata dell'acqua in ingresso. L'acqua nella camera a vuoto fuoriesce dalle scanalature radiali o dal percorso del flusso aggiuntivo controllato dalla valvola di intercettazione. La potenza della pompa del vuoto può essere regolata, quindi la velocità può essere modificata. Il regolatore di velocità può controllare la velocità di rotazione al valore richiesto. La velocità di rotazione transitoria può essere letta dal regolatore di velocità. Maggiori dettagli possono essere trovati nell'unità di aspirazione del vuoto basata sull'articolo del metodo della differenza di pressione zero pubblicato sulla fisica dei fluidi.
Rispetto ad altri robot da parete, il robot con la nostra unità di aspirazione basata su ZPD raggiunge un sorprendente miglioramento delle prestazioni. L'unità di aspirazione ZPD è altamente efficiente dal punto di vista energetico e più piccola / leggera rispetto alle unità di aspirazione tradizionali. Gli scienziati hanno testato l'unità ZPD con tre diverse dimensioni di aspirazione e applicazioni: su un braccio robotico per afferrare e manipolare oggetti, su un robot esapode per arrampicata su parete e come dispositivo per arrampicata su parete simile a Spider-Man.
In futuro, i ricercatori mirano a ridurre il consumo di acqua in modo che l'unità di aspirazione funzioni a lungo con una piccola quantità di acqua e che i robot da parete possano trasportare la loro acqua invece di fare affidamento sulla fornitura idrica collegata.