Pehmeät robotit, jotka tuntevat kosketuksen, paineen, liikkeen ja lämpötilan
Luonnon innoittama pehmeä robotti, joka voi ryömiä, uida, pitää kiinni herkistä esineistä ja auttaa myös Harvardin yliopistossa keksittyä sykkivää sydäntä. Harvardin John A.Paulsonin teknillisen korkeakoulun (SEAS) ja Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering -tutkijoiden tutkijat kehittivät alustan pehmeän robotin luomiseksi upotetulla anturilla. Anturit pystyvät tunnistamaan liikkeen, kosketuksen ja lämpötilan.
"Tutkimuksemme edustaa perustavaa kehitystä pehmeässä robotiikassa", sanoi paperin ensimmäinen kirjoittaja ja viimeinen tohtori Ryan Truby. valmistunut SEAS. "Valmistusalustamme avulla monimutkaiset aistimotiivit voidaan helposti integroida pehmeisiin robottijärjestelmiin."
Tutkijat kehittivät orgaanisen ionipitoisen nestepohjaisen johtavan linkin 3D-tulostinta käyttämällä anturin integroinnissa esiintyvän ongelman vuoksi jäykän rakenteen vuoksi.
"Tähän päivään mennessä useimmat pehmeässä robotiikassa käytettävät integroidut anturi- / toimilaitejärjestelmät ovat olleet melko alkeellisia", kertoi Michael Wehner, SEASin entinen tutkijatohtori ja paperin toinen kirjoittaja. "Tulostamalla suoraan ioniset nesteanturit näihin pehmeisiin järjestelmiin avaamme uusia mahdollisuuksia laitesuunnitteluun ja valmistukseen, mikä lopulta mahdollistaa pehmeiden robottien todellisen suljetun silmukan ohjauksen."
"Tämä työ on uusin esimerkki sulautetun 3D-tulostuksen tarjoamista mahdollisuuksista - laboratoriossamme edelläkävijä tekniikka", Lewis sanoi.
"Tämän menetelmän toiminta ja suunnittelun joustavuus ovat vertaansa vailla", Truby sanoi. "Tämä uusi muste yhdistettynä sulautettuun 3D-tulostusprosessiin antaa meille mahdollisuuden yhdistää sekä pehmeä tunnistus että käyttö yhdessä integroidussa pehmeässä robottijärjestelmässä."
Anturien testausta varten tutkijaryhmä tulosti pehmeän robottikouran, joka koostui kolmesta pehmeästä sormesta tai toimilaitteesta. Tutkijat testasivat tarttujan kykyä täyttöpaineen, kaarevuuden, kosketuksen ja lämpötilan havaitsemiseksi. Upottamalla useita kosketusantureita tarttuja tunsi kevyet ja syvät kosketukset.
"Pehmeä robotiikka on tyypillisesti rajoitettua perinteisillä muovausmenetelmillä, jotka rajoittavat geometrian valintoja, tai kaupallisen 3D-tulostuksen tapauksessa materiaalivalinta, joka haittaa suunnitteluvaihtoehtoja", kertoi Charles Wood, Charles River -tekniikan professori, SEAS, Core Wyss-instituutin tiedekunnan jäsen ja paperin toinen kirjoittaja. "Lewis Labissa kehitetyillä tekniikoilla on mahdollisuus mullistaa robottien luominen - siirtyminen peräkkäisistä prosesseista ja monimutkaisten ja monoliittisten robottien luominen upotetuilla antureilla ja toimilaitteilla."
Lisäksi tutkijat toivovat käyttävänsä koneoppimisen voimaa näiden laitteiden kouluttamiseen pitämään erikokoisia, -muotoisia, pintarakenteen ja lämpötilan esineitä. Tutkimuksen ovat kirjoittaneet Abigail Grosskopf, Daniel Vogt ja Sebastien Uzel, ja se sai myös National Science Foundationin tuen Harvard MRSEC: n ja Wyss Institute for Biologically Inspired Engineeringin kautta.