Bløde robotter, der kan mærke berøring, tryk, bevægelse og temperatur
En blød robot inspireret af naturen, der kan kravle, svømme, holde sarte objekter og også hjælpe et bankende hjerte opfundet ved Harvard University. Forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering udviklede en platform til at skabe blød robot med indbygget sensor. Sensorerne er i stand til at registrere bevægelse, berøring og temperatur.
"Vores forskning repræsenterer et grundlæggende fremskridt inden for blød robotik," sagde Ryan Truby, første forfatter af avisen og for nylig ph.d. kandidat fra SEAS. "Vores produktionsplatform gør det muligt at integrere komplekse sensormotiver let i bløde robotsystemer."
Forskere udviklede et organisk ionisk væskebaseret ledende link ved hjælp af 3D-printer på grund af et problem med at integrere sensoren på grund af stiv struktur.
”Hidtil har de fleste integrerede sensor- / aktuatorsystemer, der er brugt i blød robotik, været ret rudimentære,” sagde Michael Wehner, tidligere postdoktor ved SEAS og medforfatter til papiret. "Ved direkte udskrivning af ioniske væskesensorer i disse bløde systemer åbner vi nye muligheder for enhedsdesign og fabrikation, der i sidste ende vil muliggøre ægte lukket kredsløbskontrol af bløde robotter."
”Dette arbejde repræsenterer det nyeste eksempel på de aktiveringsfunktioner, som indlejret 3D-udskrivning giver - en teknik, der er banebrydende i vores laboratorium,” sagde Lewis.
”Funktionen og designfleksibiliteten ved denne metode er uden sidestykke,” sagde Truby. "Denne nye blæk kombineret med vores indlejrede 3D-udskrivningsproces giver os mulighed for at kombinere både soft sensing og aktivering i et integreret soft robotsystem."
Til testning af sensorer trykte forskerhold en blød robotgriber bestående af tre bløde fingre eller aktuatorer. For at registrere inflationstryk, krumning, kontakt og temperatur forskere testede griberens evne. Ved indlejrede flere kontaktsensorer kunne griber mærke lette og dybe berøringer.
"Blød robotik er typisk begrænset af konventionelle støbteknikker, der begrænser geometrivalg, eller, i tilfælde af kommerciel 3D-udskrivning, materialevalg, der hæmmer designvalg," sagde Robert Wood, Charles River professor i ingeniørvidenskab ved SEAS, Core Fakultetsmedlem i Wyss Institute og medforfatter til papiret. "De teknikker, der er udviklet i Lewis Lab, har mulighed for at revolutionere, hvordan robotter oprettes - bevæger sig væk fra sekventielle processer og skaber komplekse og monolitiske robotter med indlejrede sensorer og aktuatorer."
Desuden håber forskerne at bruge kraften i maskinlæring til at træne disse enheder til at holde genstande af forskellig størrelse, form, overfladestruktur og temperatur. Forskningen blev medforfatter af Abigail Grosskopf, Daniel Vogt og Sebastien Uzel og fik også støtten fra National Science Foundation gennem Harvard MRSEC og Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.