Μαλακά ρομπότ που μπορούν να ανιχνεύσουν την αφή, την πίεση, την κίνηση και τη θερμοκρασία
Ένα μαλακό ρομπότ εμπνευσμένο από τη φύση που μπορεί να σέρνεται, να κολυμπά, να κρατάει ευαίσθητα αντικείμενα και να βοηθά επίσης μια χτυπημένη καρδιά που εφευρέθηκε στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Ερευνητές από το Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) και το Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ανέπτυξαν μια πλατφόρμα για τη δημιουργία μαλακού ρομπότ με ενσωματωμένο αισθητήρα. Οι αισθητήρες είναι σε θέση να αισθάνονται κίνηση, άγγιγμα και θερμοκρασία.
«Η έρευνά μας αντιπροσωπεύει μια θεμελιώδη πρόοδο στη μαλακή ρομποτική», δήλωσε ο Ryan Truby, πρώτος συγγραφέας της εφημερίδας και πρόσφατο Ph.D. απόφοιτος στο SEAS. «Η πλατφόρμα κατασκευής μας επιτρέπει την εύκολη ενσωμάτωση σύνθετων μοτίβων ανίχνευσης σε μαλακά ρομποτικά συστήματα.»
Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν οργανικό ιοντικό αγώγιμο σύνδεσμο με βάση τον τρισδιάστατο εκτυπωτή, λόγω του ότι αντιμετωπίζουν προβλήματα στην ενσωμάτωση του αισθητήρα λόγω της άκαμπτης δομής τους.
«Μέχρι σήμερα, τα περισσότερα ενσωματωμένα συστήματα αισθητήρων / ενεργοποιητών που χρησιμοποιούνται στη μαλακή ρομποτική ήταν αρκετά στοιχειώδη», δήλωσε ο Michael Wehner, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης της SEAS και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Εκτυπώνοντας απευθείας αισθητήρες ιονικού υγρού σε αυτά τα μαλακά συστήματα, ανοίγουμε νέους δρόμους για το σχεδιασμό και την κατασκευή συσκευών που θα επιτρέψουν τελικά τον πραγματικό έλεγχο κλειστού βρόχου των μαλακών ρομπότ».
"Αυτή η εργασία αντιπροσωπεύει το τελευταίο παράδειγμα των δυνατοτήτων ενεργοποίησης που παρέχονται από την ενσωματωμένη τρισδιάστατη εκτύπωση - μια τεχνική που πρωτοστάτησε στο εργαστήριό μας", δήλωσε ο Lewis.
«Η ευελιξία λειτουργίας και σχεδιασμού αυτής της μεθόδου είναι απαράμιλλη», δήλωσε ο Truby. "Αυτό το νέο μελάνι σε συνδυασμό με την ενσωματωμένη τρισδιάστατη διαδικασία εκτύπωσης μας επιτρέπει να συνδυάσουμε τόσο την απαλή αίσθηση όσο και την ενεργοποίηση σε ένα ολοκληρωμένο μαλακό ρομποτικό σύστημα."
Για τη δοκιμή των αισθητήρων, η ομάδα του ερευνητή εκτύπωσε μια μαλακή ρομποτική λαβή αποτελούμενη από τρία μαλακά δάχτυλα ή ενεργοποιητές. Για την ανίχνευση της πίεσης του πληθωρισμού, της καμπυλότητας, της επαφής και της θερμοκρασίας, οι ερευνητές εξέτασαν την ικανότητα της λαβής. Με ενσωματωμένους πολλαπλούς αισθητήρες επαφής, η λαβή μπορεί να αισθανθεί φως και βαθιές πινελιές.
«Η μαλακή ρομποτική περιορίζεται συνήθως από συμβατικές τεχνικές χύτευσης που περιορίζουν τις επιλογές γεωμετρίας ή, στην περίπτωση εμπορικής εκτύπωσης 3D, επιλογή υλικού που εμποδίζει τις επιλογές σχεδιασμού», δήλωσε ο Robert Wood, καθηγητής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Charles River στο SEAS, Core Μέλος της Σχολής του Ινστιτούτου Wyss και συν-συγγραφέας της εργασίας. «Οι τεχνικές που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο Lewis έχουν την ευκαιρία να φέρουν επανάσταση στον τρόπο δημιουργίας ρομπότ - απομάκρυνση από διαδοχικές διαδικασίες και δημιουργία σύνθετων και μονολιθικών ρομπότ με ενσωματωμένους αισθητήρες και ενεργοποιητές».
Επιπλέον, οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τη δύναμη της μηχανικής μάθησης για να εκπαιδεύσουν αυτές τις συσκευές για να συγκρατούν αντικείμενα διαφορετικού μεγέθους, σχήματος, υφής επιφάνειας και θερμοκρασίας. Η έρευνα συν-συγγραφέας από τους Abigail Grosskopf, Daniel Vogt και Sebastien Uzel, και έλαβε επίσης την υποστήριξη από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών μέσω του Harvard MRSEC και του Ινστιτούτου Wyss for Biologically Inspired Engineering.