Myke roboter som kan føle berøring, trykk, bevegelse og temperatur
En myk robot inspirert av naturen som kan krype, svømme, holde delikate gjenstander og også hjelpe et bankende hjerte oppfunnet ved Harvard University. Forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering utviklet en plattform for å lage myk robot med innebygd sensor. Sensorene er i stand til å føle bevegelse, berøring og temperatur.
"Vår forskning representerer et grunnleggende fremskritt innen myk robotikk," sa Ryan Truby, første forfatter av avisen og nylig Ph.D. utdannet ved SEAS. "Vår produksjonsplattform gjør det mulig å integrere komplekse sensormotiver enkelt i myke robotsystemer."
Forskere utviklet en organisk ionisk væskebasert ledende kobling ved hjelp av 3D-skriver på grunn av et problem med å integrere sensoren på grunn av stiv struktur.
"Til dags dato har de fleste integrerte sensor- / aktuatorsystemer som er brukt i myk robotikk vært ganske rudimentære," sa Michael Wehner, tidligere postdoktor ved SEAS og medforfatter av avisen. "Ved direkte utskrift av ioniske væskesensorer i disse myke systemene åpner vi nye veier for enhetsdesign og fabrikasjon som til slutt vil tillate ekte lukket sløyfekontroll av myke roboter."
"Dette arbeidet representerer det siste eksemplet på aktiveringsmuligheter som innebygd 3D-utskrift gir - en teknikk som er banebrytende fra vårt laboratorium," sa Lewis.
"Funksjonen og designfleksibiliteten til denne metoden er uten sidestykke," sa Truby. "Dette nye blekket kombinert med den innebygde 3D-utskriftsprosessen gjør at vi kan kombinere både soft sensing og aktivering i ett integrert soft robot-system."
For testing av sensorer trykket forskerteamet en myk robotgriper bestående av tre myke fingre eller aktuatorer. For å registrere inflasjonstrykk, krumning, kontakt og temperatur forskere testet griperens evne. Ved innebygde flere kontaktsensorer kunne griperen føle lette og dype berøringer.
"Myk robotikk er vanligvis begrenset av konvensjonelle støpeteknikker som begrenser geometrivalg, eller, i tilfelle kommersiell 3D-utskrift, materialvalg som hemmer designvalg," sa Robert Wood, Charles River Professor of Engineering and Applied Sciences ved SEAS, Core Fakultetsmedlem i Wyss Institute, og medforfatter av oppgaven. "Teknikkene som er utviklet i Lewis Lab har muligheten til å revolusjonere hvordan roboter skapes - å bevege seg bort fra sekvensielle prosesser og skape komplekse og monolitiske roboter med innebygde sensorer og aktuatorer."
Videre håper forskerne å bruke kraften til maskinlæring til å trene disse enhetene for å holde gjenstander av forskjellig størrelse, form, overflatestruktur og temperatur. Forskningen var medforfatter av Abigail Grosskopf, Daniel Vogt og Sebastien Uzel, og fikk også støtte fra National Science Foundation gjennom Harvard MRSEC og Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.