Puha robotok, amelyek érzékelik az érintést, a nyomást, a mozgást és a hőmérsékletet
A természet által ihletett puha robot, amely képes mászni, úszni, kényes tárgyakat tartani, és a Harvard Egyetemen feltalált dobogó szívnek is segítséget nyújt. A Harvard John A. Paulson Mérnöki és Alkalmazott Tudományi Iskola (SEAS) és a Wyss Biológiailag Ihletett Mérnöki Intézet kutatói platformot fejlesztettek ki beágyazott érzékelővel ellátott lágy robot létrehozására. Az érzékelők képesek érzékelni a mozgást, az érintést és a hőmérsékletet.
"Kutatásunk a puha robotika alapvető fejlődését jelenti" - mondta Ryan Truby, a cikk első szerzője és a közelmúltban Ph.D. végzett a SEAS-on. "Gyártási platformunk lehetővé teszi a bonyolult érzékelő motívumok egyszerű integrálását a puha robotrendszerekbe."
A kutatók egy 3D-nyomtató felhasználásával kifejlesztettek egy szerves ionos folyadék alapú vezetővezetéket, mivel a merev szerkezet miatt az érzékelők integrálásának problémája merült fel.
"A mai napig a puha robotikában alkalmazott legtöbb integrált érzékelő / működtető rendszer meglehetősen kezdetleges volt" - mondta Michael Wehner, a SEAS volt posztdoktori munkatársa és a cikk társszerzője. "Az ionos folyadékérzékelők közvetlen nyomtatásával ezekben a lágy rendszerekben új utakat nyitunk meg az eszközök tervezésének és gyártásának, amelyek végül lehetővé teszik a lágy robotok zárt hurkú vezérlését."
"Ez a munka a beágyazott 3D nyomtatás nyújtotta lehetőségek legújabb példáját mutatja be - ez a technika laboratóriumunk úttörője" - mondta Lewis.
"Ennek a módszernek a funkciója és a tervezési rugalmassága páratlan" - mondta Truby. "Ez az új tinta a beágyazott 3D nyomtatási folyamatunkkal kombinálva lehetővé teszi számunkra, hogy a lágy érzékelést és a működtetést egyetlen integrált lágy robotrendszerben kombináljuk."
Az érzékelők teszteléséhez a kutatócsoport lágy robotfogót nyomtatott, amely három puha ujjból vagy működtetőből állt. A felfújási nyomás, görbület, érintkezés és hőmérséklet érzékeléséhez a kutatók tesztelték a megfogó képességét. Beépített többérintkezős érzékelõ segítségével a markoló könnyû és mély érintéseket érzékelhet.
"A puha robotikát általában a hagyományos formázási technikák korlátozzák, amelyek korlátozzák a geometriai döntéseket, vagy kereskedelmi 3D nyomtatás esetén az anyagválasztás, amely hátráltatja a tervezési lehetőségeket" - mondta Robert Wood, a Charles River mérnöki és alkalmazott tudomány professzora, a SEAS, Core A Wyss Intézet oktatója és a cikk társszerzője. "A Lewis Lab-ban kifejlesztett technikáknak lehetőségük van forradalmasítani a robotok létrehozását - eltávolodva a szekvenciális folyamatoktól és összetett és monolit robotokat hozva létre beágyazott érzékelőkkel és működtetőkkel."
A kutatók remélik továbbá, hogy a gépi tanulás erejét felhasználva képezhetik ezeket az eszközöket különböző méretű, alakú, felületi textúrájú és hőmérsékletű tárgyak megtartására. A kutatás Abigail Grosskopf, Daniel Vogt és Sebastien Uzel társszerzője, és a Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatását is elnyerte a Harvard MRSEC-en és a Wyss Biológiailag Ihletett Mérnöki Intézeten keresztül.