Maszyny bez pętli inspirowane origami mogą być przyszłością miękkiej robotyki

Miękka robotyka to poddziedzina robotyki, w której roboty są wytwarzane z podatnych i plastycznych materiałów.

W zasadzie pozwala to robotom być bardziej realistycznymi i potencjalnie umożliwia im łatwą nawigację i interakcję z otoczeniem.

Problem? Miękka robotyka tradycyjnie musiała polegać na tym, że jej dzieła były połączone z kablami elektronicznymi lub urządzeniami do sprężania powietrza. Teraz grupa naukowców z Caltech pracuje nad rozwiązaniem.

POWIĄZANE: MIĘKKA ROBOTYKA I MATERIAŁY, KTÓRE MOGĄ ZREWOLUCYIZOWAĆ POLE

Maszyny „Squidgy”

Roboty, takie jak ośmiornica inspirowana ośmiornicą, stworzona przez naukowców we Włoszech, pokazały potencjał miękkich robotów. Inżynierowie twierdzą, że ta dziedzina robotyki ma potencjalne zastosowania w podróżach kosmicznych, służbie zdrowia i innych dziedzinach.

Fakt, że roboty są miękkie, oznacza, że ​​teoretycznie mogą przedostawać się przez mniejsze obszary, chwytać przedmioty lub ludzi bez ranienia ich.

Podobnie jak w przypadku robota inspirowanego ośmiornicą, te miękkie roboty zawsze musiały być uwiązane.

Roboty inspirowane origami

Teraz naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) oraz Caltech Division of Engineering and Applied Science opracowali miękkie systemy robotyczne inspirowane origami.

Mogą się poruszać i zmieniać kształt w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne. Naukowcy twierdzą, że może to utorować drogę dla całkowicie nieskrępowanych miękkich robotów.

Badania opublikowane w Science Robotics, opisuje, w jaki sposób zespół wykorzystał materiały znane jako elastomery ciekłokrystaliczne, które zmieniają kształt pod wpływem ciepła.

Zespół twierdzi, że origami było inspiracją do stworzenia wielofunkcyjnych robotów miękkich. Wydrukowali w 3D dwa rodzaje miękkich zawiasów, które składają się w różnych temperaturach. W związku z tym można je zaprogramować do składania w określonej kolejności.

Aby zademonstrować swoje metody, zespół zbudował kilka robotów, w tym nieskrępowanego miękkiego robota o przydomku „Rollbot”. Rollbot to w przybliżeniu płaski arkusz8 centymetrów długości i 4 centymetry szerokości do momentu umieszczenia go na gorącej powierzchni - ciepło powoduje, że zawiasy składają się, a robot zwija się w pięciokątne koło.

Najlepsze z obu światów

Funkcja zawiasów stworzona przez zespół Caltech może zapewnić robotom miękkim korzyści płynące z robotyki miękkiej, a także solidność tradycyjnej robotyki.

Zawiasy są plastyczne, ale można je przymocować do twardszych materiałów. Oznaczałoby to, że robota można by łatwiej skonfigurować do wykonywania pomiarów - trudność miękkiej robotyki.

Uwalnianie miękkich robotów

Ponieważ zawiasy robotów opierają się na bodźcach zewnętrznych, pozwalają one również miękkim robotom działać bez linki.

„Te niezwiązane struktury mogą być biernie kontrolowane” - wyjaśnia Arda Kotikian, absolwent Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych w Caltech w komunikacie prasowym. „Innymi słowy, wszystko, co musimy zrobić, to wystawić konstrukcje na działanie określonych temperatur, a one zareagują zgodnie z tym, jak zaprogramowaliśmy zawiasy”.

Może to zapewnić w przyszłości szczególnie imponujące możliwości miękkiej robotyki.

„Wiele istniejących robotów miękkich wymaga połączenia z zewnętrznymi systemami zasilania i sterowania lub jest ograniczonych siłą, jaką mogą wywierać. Te aktywne zawiasy są przydatne, ponieważ pozwalają robotom miękkim działać w środowiskach, w których uwięzi są niepraktyczne i wielokrotnie podnosić przedmioty cięższe niż zawiasy ”, powiedział Connor McMahan, absolwent Caltech i współautor artykułu.

Zespół ma nadzieję, że ich praca rozpocznie zupełnie nowy rozdział w już i tak niezwykle obiecującej poddziedzinie robotyki.

Obejrzyj wideo: Power Platform, zamień świetne pomysły w skuteczne rozwiązania (Lipiec 2022).