Dokunma, basınç, hareket ve sıcaklığı algılayabilen yumuşak robotlar
Harvard Üniversitesi'nde keşfedilen, sürünebilen, yüzebilen, hassas nesneleri tutan ve aynı zamanda atan bir kalbe yardımcı olan, doğadan ilham alan yumuşak bir robot. Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu (SEAS) ve Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering'den araştırmacılar, gömülü sensörlü yumuşak robot oluşturmak için bir platform geliştirdi. Sensörler hareketi, dokunuşu ve sıcaklığı algılayabilir.
Makalenin ilk yazarı ve yakın zamanda doktora yapan Ryan Truby, “Araştırmamız, yumuşak robotikte temel bir ilerlemeyi temsil ediyor” dedi. SEAS mezunu. "Üretim platformumuz, karmaşık algılama motiflerinin yumuşak robotik sistemlere kolayca entegre edilmesini sağlıyor."
Araştırmacılar, rijit yapı nedeniyle sensörü entegre etmede sorunla karşılaştığı için 3D yazıcı kullanarak organik iyonik sıvı bazlı bir iletken bağlantı geliştirdiler.
SEAS'ın eski doktora sonrası araştırmacısı ve makalenin ortak yazarı Michael Wehner, "Bugüne kadar, yumuşak robotikte kullanılan entegre sensör / aktüatör sistemlerinin çoğu oldukça ilkeldi," dedi. "Bu yumuşak sistemlerdeki iyonik sıvı sensörlerini doğrudan yazdırarak, nihayetinde yumuşak robotların gerçek kapalı döngü kontrolüne izin verecek cihaz tasarımı ve üretimi için yeni yollar açıyoruz."
Lewis, "Bu çalışma, laboratuvarımızın öncülüğünü yaptığı bir teknik olan, gömülü 3D baskının sağladığı etkinleştirme yeteneklerinin en son örneğini temsil ediyor" dedi.
Truby, "Bu yöntemin işlevi ve tasarım esnekliği benzersizdir" dedi. "Gömülü 3B baskı sürecimizle birleştirilen bu yeni mürekkep, hem yumuşak algılamayı hem de çalıştırmayı tek bir entegre yumuşak robotik sistemde birleştirmemize olanak tanıyor."
Sensörlerin test edilmesi için araştırmacı ekibi, üç yumuşak parmak veya aktüatörden oluşan yumuşak bir robotik kavrayıcı bastı. Araştırmacılar enflasyon basıncını, eğriliği, teması ve sıcaklığı algılamak için tutucunun yeteneğini test etti. Gömülü çoklu temas sensörleri sayesinde, tutucu hafif ve derin dokunuşları algılayabilir.
SEAS, Core'da Charles River Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Profesörü Robert Wood, "Yumuşak robotik, genellikle geometri seçimlerini kısıtlayan geleneksel kalıplama teknikleriyle veya ticari 3B baskı durumunda, tasarım seçimlerini engelleyen malzeme seçimiyle sınırlıdır" dedi. Wyss Enstitüsü Öğretim Üyesi ve makalenin ortak yazarı. "Lewis Laboratuvarı'nda geliştirilen teknikler, robotların yaratılma biçiminde devrim yaratma fırsatına sahip - sıralı süreçlerden uzaklaşıp gömülü sensörler ve aktüatörlerle karmaşık ve monolitik robotlar yaratıyor."
Ayrıca araştırmacılar, bu cihazları farklı boyut, şekil, yüzey dokusu ve sıcaklıktaki nesneleri tutacak şekilde eğitmek için makine öğreniminin gücünü kullanmayı umuyorlar. Araştırma, Abigail Grosskopf, Daniel Vogt ve Sebastien Uzel tarafından ortaklaşa yazılmıştır ve ayrıca Harvard MRSEC ve Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering aracılığıyla Ulusal Bilim Vakfı'ndan destek almıştır.