Frictional Adhesion of Patterned Surfaces and Implications for Gecko and Biomimetic Systems
Notice bibliographique
Résumé
Geckos and smaller animals such as flies, beetles, and spiders have extraordinary climbing abilities: They can firmly attach and rapidly detach from almost any kind of surface. In the case of geckos, this ability is attributed to the surface topography of their attachment pads, which are covered with fine columnar structures (setae). Inspired by this biological system, various kinds of regularly structured or "patterned" surfaces are being fabricated for use as responsive adhesives or in robotic systems. In this study, we theoretically analyze the correlated adhesion and friction (frictional adhesion) of patterned surfaces against smooth (unstructured) surfaces by applying well-established theories of van der Waals forces, together with the classic Johnson-Kendall-Roberts (JKR) theory of contact (or adhesion) mechanics, to recent theories of adhesion-controlled friction. Our results, when considered with recent experiments, suggest criteria for simultaneously optimizing the adhesion and friction of patterned surfaces. We show that both the van der Waals adhesion and the friction forces of flexible, tilted, and optimally spaced setal stalks or (synthetic) pillars are high enough to support not only a large gecko on rough surfaces of ceilings (adhesion) and walls (friction) but also a human being if the foot or toe pads-effectively the area of the hands-have a total area estimated at approximately 230 cm2.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».