Všeobecné

Nová technológia 3D tlače môže priniesť snímanie do robotiky


Mäkká robotika začala preberať robotické pole. Tieto jedinečné roboty sa špecializujú na stláčanie do úzkych priestorov alebo na flexibilné štruktúry, ktoré sú často inšpirované prírodou. Tím inžinierov z Harvardovej univerzity postavil na týchto „prírodných“ mäkkých robotoch pridaním senzorických prvkov.

Prírastky skupiny Harvard by boli jedným z prvých spôsobov, ako by roboty mohli reagovať a vnímať svet okolo seba. Vedci publikovali svoju prácu v časopise Advanced Materials a príspevok podrobne popisuje, ako senzory presne detekujú pohyb, tlak, dotyk a teplotu.

„Náš výskum predstavuje zásadný pokrok v oblasti mäkkej robotiky,“ uviedol Ryan Truby, prvý autor príspevku a nedávny Ph.D. absolvent SEAS. „Naša výrobná platforma umožňuje ľahkú integráciu zložitých snímacích motívov do mäkkých robotických systémov.“

Aj keď v oblasti mäkkej robotiky došlo k veľkému pokroku a jej flexibilite, senzory zostali pre robotických inžinierov zväčša bojom. Je to do veľkej miery preto, že samotné snímače sú často tuhé. Takže napriek flexibilite a ľahkosti pohybu mäkkého robota by štruktúrované senzory robota stále brzdili.

Na prekonanie tejto bolesti hlavy vedci vyrobili skôr vodivý atrament na báze organických iónových kvapalín ako tradičný hardvérový snímač. Tento atrament by potom mohol byť vložený do akejkoľvek 3D tlačiarne a vytlačený v mäkkých telách robotov.

„K dnešnému dňu je väčšina integrovaných systémov senzorov a akčných prvkov používaných v mäkkej robotike dosť primitívna,“ uviedol Michael Wehner, bývalý postdoktorand v spoločnosti SEAS a spoluautor článku. „Priamou tlačou senzorov iónovej kvapaliny v týchto mäkkých systémoch otvárame nové cesty k dizajnu a výrobe zariadení, ktoré v konečnom dôsledku umožnia skutočnú kontrolu mäkkých robotov v uzavretej slučke.“

A aby otestovali ich výtvory, tím sa obrátil na laboratórium bioinžinierstva profesorky Jennifer Lewis. Lewis je profesorom biologicky inšpirovaného inžinierstva na SEAS a členom základnej fakulty Wyss Institute. Povedala, že technika 3D tlače s názvom „zabudovaná 3D tlač“ dokáže dokonale spojiť „snímajúci“ atrament so štruktúrami mäkkého tela.

„Táto práca predstavuje najnovší príklad podporných schopností, ktoré ponúka zabudovaná 3D tlač - technika propagovaná našim laboratóriom,“ uviedol Lewis.

Tím získal výsledky. Vytlačili robotický uchopovač s tromi aktivátormi, aby otestovali citlivosť atramentu. Vedci vložili viac kontaktných senzorov, aby poskytli „ruke“ lepšie dotykové predstavy.

„Funkcia a flexibilita dizajnu tejto metódy nemajú obdoby,“ uviedol Truby. „Tento nový atrament v kombinácii s našim zabudovaným procesom 3D tlače nám umožňuje kombinovať jemné snímanie a aktiváciu v jednom integrovanom mäkkom robotickom systéme.“

Vedci chcú rozšíriť štúdium aplikácií tohto atramentu a potenciálne ho použiť na ďalšie prvky 3D tlačenej robotiky.

„Mäkká robotika je zvyčajne obmedzená konvenčnými formovacími technikami, ktoré obmedzujú možnosti geometrie, alebo v prípade komerčnej 3D tlače výber materiálu, ktorý obmedzuje možnosti návrhu,“ uviedol Robert Wood, profesor inžinierstva a aplikovaných vied Charles River v SEAS, Core Člen fakulty Wyssovho inštitútu a spoluautor príspevku. „Techniky vyvinuté v laboratóriu Lewis Lab majú príležitosť revolučne zmeniť spôsob výroby robotov - odklon od sekvenčných procesov a vytváranie zložitých a monolitických robotov so zabudovanými senzormi a akčnými členmi.“


Pozri si video: Oprava rezačky obkladou Nedeľná chvíľa 3D tlače aneb 15 minute craft (November 2021).