Miękkie roboty, które wyczuwają dotyk, nacisk, ruch i temperaturę
Miękki robot inspirowany naturą, który może pełzać, pływać, trzymać delikatne przedmioty, a także pomagać bijącemu sercu wynalezionemu na Uniwersytecie Harvarda. Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) oraz Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering opracowali platformę do tworzenia miękkiego robota z wbudowanym czujnikiem. Czujniki są w stanie wyczuć ruch, dotyk i temperaturę.
„Nasze badania stanowią fundamentalny postęp w robotyce miękkiej” - powiedział Ryan Truby, pierwszy autor artykułu i niedawny doktorant. absolwent SEAS. „Nasza platforma produkcyjna umożliwia łatwą integrację złożonych motywów wykrywania z miękkimi systemami robotycznymi”.
Naukowcy opracowali łącze przewodzące na bazie organicznych cieczy jonowych za pomocą drukarki 3D ze względu na problem z integracją czujnika ze względu na sztywną strukturę.
„Do tej pory większość zintegrowanych systemów czujników / siłowników stosowanych w robotyce miękkiej była dość prymitywna” - powiedział Michael Wehner, były pracownik naukowy z tytułem doktora w SEAS i współautor artykułu. „Poprzez bezpośrednie drukowanie czujników cieczy jonowych w tych miękkich systemach otwieramy nowe możliwości projektowania i wytwarzania urządzeń, które ostatecznie pozwolą na prawdziwą kontrolę nad robotami w zamkniętej pętli”.
„Ta praca stanowi najnowszy przykład możliwości, jakie daje wbudowany druk 3D - technika zapoczątkowana przez nasze laboratorium” - powiedział Lewis.
„Funkcjonalność i elastyczność projektowania tej metody jest niezrównana” - powiedział Truby. „Ten nowy atrament w połączeniu z naszym wbudowanym procesem drukowania 3D umożliwia nam połączenie zarówno miękkiego wykrywania, jak i uruchamiania w jednym zintegrowanym miękkim systemie robotycznym”.
Aby przetestować czujniki, zespół naukowców wydrukował miękki robotyczny chwytak składający się z trzech miękkich palców lub siłowników. W celu wykrycia ciśnienia, krzywizny, kontaktu i temperatury, badacze przetestowali zdolność chwytaka. Dzięki wbudowanym licznym czujnikom kontaktowym chwytak mógł wykrywać lekkie i głębokie dotknięcia.
„Miękka robotyka jest zwykle ograniczona przez konwencjonalne techniki formowania, które ograniczają wybór geometrii lub, w przypadku komercyjnego druku 3D, wybór materiału, który utrudnia wybory projektowe” - powiedział Robert Wood, profesor inżynierii i nauk stosowanych Charles River w SEAS, Core Członek wydziału Instytutu Wyss i współautor artykułu. „Techniki opracowane w laboratorium Lewisa mają szansę zrewolucjonizować sposób tworzenia robotów - odejście od procesów sekwencyjnych i tworzenie złożonych i monolitycznych robotów z wbudowanymi czujnikami i siłownikami”.
Ponadto naukowcy mają nadzieję, że wykorzystają możliwości uczenia maszynowego do wyszkolenia tych urządzeń do utrzymywania obiektów o różnej wielkości, kształcie, fakturze powierzchni i temperaturze. Badania były współautorami Abigail Grosskopf, Daniela Vogta i Sebastiena Uzela, a także uzyskały wsparcie od National Science Foundation poprzez Harvard MRSEC i Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.