Mehki roboti, ki zaznavajo dotik, pritisk, gibanje in temperaturo
Mehki robot, navdihnjen z naravo, ki lahko plazi, plava, drži občutljive predmete in pomaga tudi utripajočemu srcu, ki so ga izumili na univerzi Harvard. Raziskovalci s Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in Wyss Institute for Biological Inspired Engineering so razvili platformo za ustvarjanje mehkega robota z vgrajenim senzorjem. Senzorji lahko zaznajo gibanje, dotik in temperaturo.
"Naše raziskave predstavljajo temeljni napredek v mehki robotiki," je povedal Ryan Truby, prvi avtor prispevka in nedavno doktor znanosti. diplomiral na SEAS. "Naša proizvodna platforma omogoča enostavno zaznavanje motivov zaznavanja v mehke robotske sisteme."
Raziskovalci so razvili prevodno povezavo na osnovi organskih ionskih tekočin s pomočjo 3D-tiskalnika zaradi težave pri integraciji senzorja zaradi toge strukture.
"Do danes je bila večina integriranih sistemov senzorjev / aktuatorjev, ki se uporabljajo v mehki robotiki, precej osnovnih," je povedal Michael Wehner, nekdanji podoktorski sodelavec pri SEAS in soavtor članka. "Z neposrednim tiskanjem ionskih senzorjev tekočine znotraj teh mehkih sistemov odpiramo nove možnosti za načrtovanje in izdelavo naprav, ki bodo na koncu omogočile resnično upravljanje mehkih robotov v zaprti zanki."
"To delo predstavlja najnovejši primer omogočitvenih zmožnosti vgrajenega 3D tiskanja - tehnike, ki jo je uvedel naš laboratorij," je dejal Lewis.
"Prilagodljivost funkcije in zasnove te metode je neprimerljiva," je dejal Truby. "To novo črnilo v kombinaciji z našim vdelanim postopkom 3D tiskanja nam omogoča, da združimo tako zaznavanje kot sprožitev v enem integriranem mehkem robotskem sistemu."
Za preizkušanje senzorjev je raziskovalna skupina natisnila mehak robotski prijemalo, sestavljeno iz treh mehkih prstov ali aktuatorjev. Za zaznavanje tlaka napihnjenosti, ukrivljenosti, stika in temperature so raziskovalci preizkusili sposobnost prijemala. Z vgrajenimi več kontaktnimi senzorji je prijemal lahko zaznal lahke in globoke dotike.
"Mehka robotika je običajno omejena s konvencionalnimi tehnikami oblikovanja, ki omejujejo izbiro geometrije, ali v primeru komercialnega 3D tiskanja izbiro materiala, ki ovira izbiro oblikovanja," je povedal Robert Wood, profesor inženirske in uporabne znanosti Charles River na SEAS, Core Član fakultete inštituta Wyss in soavtor prispevka. "Tehnike, razvite v laboratoriju Lewis, imajo priložnost za revolucijo v ustvarjanju robotov - odmik od zaporednih procesov in ustvarjanje zapletenih in monolitnih robotov z vgrajenimi senzorji in aktuatorji."
Poleg tega raziskovalci upajo, da bodo moč strojnega učenja uporabili za usposabljanje teh naprav za držanje predmetov različnih velikosti, oblike, teksture površine in temperature. Soavtorji raziskave so bili Abigail Grosskopf, Daniel Vogt in Sebastien Uzel, podporo pa je prejela tudi Nacionalna znanstvena fundacija prek Harvarda MRSEC in Wyssovega inštituta za biološko navdihnjeno inženirstvo.