طور الباحثان Xin Li و Kaige Shi طريقة فرق الضغط الصفري (ZPD) التي يمكن أن تعزز تطوير وحدات الشفط الفراغي. تسمح وحدات الشفط المصممة خصيصًا للبشر بتسلق الجدران بسهولة. يمكن استخدام وحدات الشفط على الأسطح الخشنة والجدران المزخرفة ، مما يساعد في تطوير روبوتات التسلق والأذرع الروبوتية بقدرات الإمساك.
تكافح طرق الشفط التقليدية للحفاظ على قوة الشفط / السحب على الأسطح الخشنة بسبب تسرب الفراغ مما يؤدي إلى فشل الشفط. تستخدم التقنية الجديدة حلقة مائية دوارة عالية السرعة بين السطح وكوب الشفط بالجهاز ، مما يخلق قوة طرد مركزي للإمساك بالأسطح الخشنة. تلغي قوة الطرد المركزي للمياه الدوارة فرق الضغط عند حدود منطقة التفريغ والسطح ، مما يمنع تسرب الفراغ.
كما هو موضح أعلاه ، يتم استخدام مقياس التدفق لاكتشاف معدل تدفق الماء الداخل. يتسرب الماء في حجرة التفريغ إما من خلال الأخاديد الشعاعية أو مسار التدفق الإضافي الذي يتحكم فيه صمام التشغيل والإيقاف. يمكن تعديل قوة مضخة التفريغ ، بحيث يمكن تغيير السرعة. يمكن لجهاز التحكم في السرعة التحكم في سرعة الدوران إلى القيمة المطلوبة. يمكن قراءة سرعة الدوران العابرة من وحدة التحكم في السرعة. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل في وحدة الشفط الفراغي بناءً على مقالة طريقة فرق الضغط الصفري المنشورة في فيزياء السوائل.
بالمقارنة مع الروبوتات الأخرى لتسلق الجدران ، فإن الروبوت مع وحدة الشفط القائمة على ZPD يحقق تحسنًا مذهلاً في الأداء. تتميز وحدة الشفط ZPD بكفاءة عالية في استخدام الطاقة وأصغر / أخف مقارنة بوحدات الشفط التقليدية. اختبر العلماء وحدة ZPD بثلاثة أحجام شفط مختلفة وتطبيقات: على ذراع آلية للإمساك بالأشياء والتعامل معها ، وعلى روبوت تسلق الجدار سداسي الأرجل ، وكجهاز تسلق حائط يشبه الرجل العنكبوت.
في المستقبل ، يهدف الباحثون إلى خفض استهلاك المياه بحيث تعمل وحدة الشفط بكمية صغيرة من الماء لفترة طويلة ، ويمكن لروبوتات تسلق الجدران أن تحمل المياه بدلاً من الاعتماد على إمدادات المياه المتصلة.