باحثون يطورون تدفق عملية لتحديد الطابع في مجال الروبوتات الناعمة ثلاثية الأبعاد

الروبوتات الناعمة هي مجال يتوسع في مجال الذكاء الاصطناعي. هذه الأنظمة قادرة على التكيف بأمان مع البيئات المعقدة ، ويمكن أن يكون لها تصاميم وطول مقياس مختلف ، من الأمتار إلى تحت المايكرون.

الروبوتات الناعمة التي تكون على مقياس المليمتر لها أهمية خاصة ، لأنها قادرة على أن تتكون من مزيج من المحركات الصغيرة التي تتحكم بها الضغط الهوائي. هذه الروبوتات الناعمة مفيدة للاستفادة من المناطق المعقدة المحصورة ، وتحريك الأجسام الصغيرة.

إحدى العواقب التي تترتب على تقليل حجم الروبوتات الناعمة الهوائية إلى المليمترات هي أن لها ميزات أكثر دقة. هذه الميزات تقل بنسبة أكثر من عشرة أضعاف. هذا التصميم يتطلب دقة كبيرة عند إنشائه من خلال الوسائل التقليدية مثل القوالب والليثوغرافيا الناعمة. هناك بعض التكنولوجيا الجديدة مثل معالجة الضوء الرقمي (DLP) التي تنتج دقة نظرية عالية ، ولكن من الصعب القيام بذلك دون انسداد. الأمثلة الناجحة لطباعة الروبوتات الناعمة الهوائية ثلاثية الأبعاد لا تحدث часто.

الباحثون من سنغافورة والصين ، وخاصة من جامعة سنغافورة للتكنولوجيا والتصميم (SUTD) ، و جامعة جنوب الصين للعلوم والتكنولوجيا (SUSTech) ، و جامعة جيجيانغ (ZJU) ، قد أنشأوا تدفق عملية عام لتحديد طابع DLP ثلاثي الأبعاد للمحركات الهوائية الصغيرة للروبوتات الناعمة. هذه المحركات لها حجم إجمالي يتراوح بين 2-15 ملم. تم نشر البحث في تقنيات المواد المتقدمة.

“لقد استفدنا من الكفاءة والدقة العالية لمعالجة الضوء الرقمي ثلاثية الأبعاد لتصنيع محركات روبوتية ناعمة صغيرة” ، قال أستاذ مساعد Qi (Kevin) Ge من SUSTech ، قائد مشروع البحث. “لضمان دقة طباعة موثوقة وأداء ميكانيكي في المنتجات المطبوعة ، قدمنا نموذجًا جديدًا لتحديد المواد والتكوين والمتغيرات الرئيسية بشكل منهجي وفعّال”.

طريقة عمل معالجة الضوء الرقمي ثلاثية الأبعاد هي إضافة مواد امتصاص الضوء إلى محاليل البوليمر. هذا يعزز دقة الطباعة في الاتجاهات الجانبية والرأسية. زيادة الكمية تسبب تدهور سريع في مرونة المواد. المرونة مهمة جدًا للروبوتات الناعمة لتحمل تشوهات كبيرة.

“لتحقيق توازن معقول ، اخترنا أولاً مادة امتصاص الضوء مع امتصاص جيد عند طول موجة الضوء الأزرق المنبعث ، وحددنا التكوين المادي المناسب بناءً على اختبارات الأداء الميكانيكي. بعد ذلك ، قمنا بتحليل عمق التصبغ ودقة XY لتحديد المزيج المناسب من وقت التعرض وسماكة الطبقة المقطوعة” ، أضاف المؤلف الأول المشترك يوان فانغ زانغ من SUTD.

“من خلال اتباع تدفق العملية هذا ، نحن قادرون على إنتاج مجموعة متنوعة من محركات الروبوتات الناعمة الهوائية الصغيرة ذات الهياكل والأنماط المتغيرة المختلفة ، كلها أصغر من عملة دولار سنغافوري واحدة ، على نظام طباعة متعددة المواد المبني ذاتيًا. يجب أن تكون المنهجية نفسها متوافقة مع طابعات SLA أو DLP ثلاثية الأبعاد التجارية لأن لا يوجد تحويل للأجهزة مطلوب” ، قال المؤلف المطابق أستاذ Qi Ge من SUSTech.

على رأس كل هذا ، طور الباحثون أيضًا جهاز إزالة الحطام الناعم الذي يحتوي على منظم متواصل وملقم هوائي ناعم مطبوع ثلاثي الأبعاد. إنه قادر على التنقل عبر مساحة محصورة وجمع الأجسام الصغيرة التي توجد في أماكن صعبة الوصول.

ستساعد هذه التطورات الجديدة في عملية طباعة الروبوتات الناعمة الصغيرة ذات الهندسة المعقدة والتصاميم المتعددة للمواد. دمج المحركات الهوائية الناعمة المطبوعة في نظام روبوتي سوف يوفر العديد من الفرص. هذه التكنولوجيا الجديدة يمكن تطبيقها على تطبيقات مثل صيانة محرك الطائرة وعمليات الجراحة غير الغازية ، وسوف تواصل تطويرها حتى ت惠ي مجالات أكثر.

انظر المزيد من جامعة سنغافورة للتكنولوجيا والتصميم ، حيث يمكنك العثور على معلومات حول الأبحاث الحالية التي تتم في هذه المجالات.