Mīksti roboti, kas spēj sajust pieskārienu, spiedienu, kustību un temperatūru
Mīksts robots, kuru iedvesmojusi daba un kas var rāpot, peldēt, turēt smalkus priekšmetus un arī palīdzēt Harvardas universitātē izgudrotai sirdij pukstošai sirdij. Pētnieki no Hārvardas Džona A. Polsona Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolas (SEAS) un Wyss Bioloģiski iedvesmotās inženierijas institūta izstrādāja platformu mīksta robota ar iebūvētu sensoru izveidošanai. Sensori spēj sajust kustību, pieskārienu un temperatūru.
"Mūsu pētījums ir pamats mīkstās robotikas sasniegumiem," teica Ryan Truby, pirmais raksta autors un nesenais Ph.D. absolvents SEAS. "Mūsu ražošanas platforma ļauj sarežģītus sensora motīvus viegli integrēt mīkstajās robotu sistēmās."
Pētnieki izstrādāja organisku jonu šķidrumu saturošu vadošu saiti, izmantojot 3D printeri, jo sensora integrēšanas problēmas dēļ ir cieta struktūra.
"Līdz šim lielākā daļa integrēto sensoru / izpildmehānismu sistēmu, ko izmanto mīkstajā robotikā, ir bijuši diezgan elementāri," sacīja Maikls Vehners, bijušais SEAS pēcdoktorants un šī dokumenta līdzautors. "Tiešā veidā drukājot jonu šķidruma sensorus šajās mīkstajās sistēmās, mēs atveram jaunus veidus ierīču projektēšanai un izgatavošanai, kas galu galā ļaus patiesi slēgtā ciklā vadīt mīkstos robotus."
"Šis darbs ir jaunākais piemērs iespējām, kuras nodrošina iegultā 3D drukāšana - mūsu laboratorijas aizsāktā tehnika," sacīja Luiss.
"Šīs metodes funkcija un dizaina elastība ir nepārspējama," sacīja Trubijs. "Šī jaunā tinte apvienojumā ar mūsu iegulto 3D drukāšanas procesu ļauj apvienot gan maigo sensoru, gan iedarbināšanu vienā integrētā, mīksta robotu sistēmā."
Sensoru testēšanai pētnieku komanda izdrukāja mīkstu robotu satvērēju, kas sastāv no trim mīkstiem pirkstiem vai izpildmehānismiem. Pūtēja spiediena, izliekuma, kontakta un temperatūras noteikšanai pētnieki pārbaudīja satvērēja spējas. Ievietojot vairākus kontaktu sensorus, satvērējs varēja sajust vieglus un dziļus pieskārienus.
"Mīksto robotiku parasti ierobežo parastās formēšanas metodes, kas ierobežo ģeometrijas izvēli, vai, komerciālas 3D drukāšanas gadījumā, materiālu izvēle, kas kavē dizaina izvēli," sacīja Roberts Vuds, Čārlza upes inženierzinātņu un lietišķo zinātņu profesors, SEAS, Core Wyss institūta fakultātes locekle un raksta līdzautore. "Lewis Lab izstrādātajām metodēm ir iespēja revolucionizēt robotu radīšanu - attālinoties no secīgiem procesiem un izveidojot sarežģītus un monolītus robotus ar iebūvētiem sensoriem un izpildmehānismiem."
Turklāt pētnieki cer izmantot mašīnmācīšanās spēku, lai apmācītu šīs ierīces dažādu izmēru, formas, virsmas struktūras un temperatūras priekšmetu turēšanai. Pētījuma līdzautori ir Abigaila Grosskopa, Daniela Voga un Sebastjena Uzela, kā arī Nacionālā zinātnes fonda atbalstu guva Hārvardas MRSEC un Wyss bioloģiski iedvesmotās inženierijas institūts.