باحثون يتقدمون في الجيل التالي من الروبوتات الناعمة

قام باحثون في مدرسة هارفارد جون أ. بولسون للعلوم والهندسة التطبيقية (SEAS) بتطوير صمامات ناعمة تعمل بالكهرباء يمكنها التحكم في المحركات الهيدروليكية الناعمة. وفقًا للفريق ، يمكن تطبيق هذه الصمامات في الأجهزة المساعدة والعلاجية والمحاكاة الحيوية للروبوتات الناعمة وأجهزة الروبوتات الجراحية وغيرها.

تحدي بناء الروبوتات الناعمة

لا يزال الباحثون يعانون من صعوبة في بناء روبوتات ناعمة بالكامل لأنها تتطلب العديد من المكونات لتشغيل الأجهزة ، وأنه هذه الأجهزة صلبة. تفتح الروبوتات الناعمة التي تعمل بالسوائل المضغطة فرصًا جديدة للتفاعل مع الأجسام الهشة ، والتي لا يمكن للروبوتات الصلبة التقليدية القيام بها. هذا هو السبب في أن التطور الجديد هو أمر بالغ الأهمية.

نشرت الأبحاث في إجراءات الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS). ودعمها مؤسسة العلوم الوطنية ومبادرة الروبوتات الوطنية.

روبرت ج. وود هو أستاذ هاري لويس ومارلين ماكجرات في الهندسة والعلوم التطبيقية في SEAS وكاتب مساعد في البحث.

“تنظم الأنظمة الصلبة الحالية بشكل كبير مرونة وحركة الروبوتات الناعمة التي تعمل بالسوائل” ، قال وود. “هنا ، قمنا بتطوير صمامات ناعمة وخفيفة الوزن للتحكم في المحركات الهيدروليكية الناعمة التي تفتح إمكانيات للتحكم الناعم على متن الروبوتات الناعمة السائلة في المستقبل.”

الصمامات الناعمة

على الرغم من وجود صمامات ناعمة منذ فترة ، إلا أن أيًا منها لم يصل بعد إلى الضغط أو معدلات التدفق المطلوبة للمحركات الهيدروليكية الحالية. للتحايل على هذا ، قام الفريق بتطوير محركات جديدة تعمل بالدي إلكتريك دايناميك دييليكتريك إلاستومر ، أو دي إي أيه. مع كثافة قوة فائقة وخفة ، يمكن لمحركات دي إي أيه الناعمة تشغيلها لآلاف الدورات.

ثم قام الفريق بدمج محركات دي إي أيه الجديدة مع قناة ناعمة ، مما خلق صمامًا ناعمًا للتحكم السائل.

سيي xu هو طالب دراسات عليا في SEAS وكاتب مساعد في الورقة.

“تتمتع الصمامات الناعمة بزمن استجابة سريع وقادرة على التحكم في ضغط وسرعة تدفق السوائل التي تتوافق مع احتياجات المحركات الهيدروليكية” ، قال xu. “تمنحنا هذه الصمامات سيطرة سريعة وقوية على المحركات الهيدروليكية الصغيرة والكبيرة مع حجم داخلي يتراوح من مئات الميكролيتات إلى عشرات الميليليتات.”

استخدم الباحثون صمامات دي إي أيه الناعمة لتحديد التحكم في المحركات الهيدروليكية بأحجام مختلفة. تمكنوا من تحقيق التحكم المستقل في عدة محركات تعمل ب源 ضغط واحد.

“يعد هذا الصمام دي إي أيه الناعم المضغوط والخفيف وزنًا قادرًا على التحكم الكهربائي غير المسبوق للمحركات الهيدروليكية ، مما يظهر إمكانات التحكم الحركي على متن الروبوتات الناعمة التي تعمل بالسوائل في المستقبل” ، قال xu.

من بين مؤلفي البحث الآخرين يوفينغ تشين وnak-seung patrick hyun وkaitlyn becker.