Ingenieure entwickeln Methode zur Erstellung von “Flexoskeletten” ohne spezielle Ausrüstung

Ingenieure an der University of California San Diego haben eine Methode entwickelt, um weiche, flexible, 3-D-gedruckte Roboter ohne die Verwendung spezieller Ausrüstung herzustellen. Diese neue Methode ermöglicht es, die Roboter schneller und günstiger herzustellen, und sie können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden.

Flexoskelette

Die Ingenieure haben die neue Methode entwickelt, indem sie den üblichen Weg, auf dem weiche Roboter gebaut werden, verlassen haben, nämlich indem sie weiche Materialien zu einem starren Roboterkörper hinzufügen. Stattdessen begann das Team von Forschern mit einem weichen Körper und fügte starre Merkmale hinzu. Die Inspiration für die Roboter kam von Insekten-Exoskeletten, die aus weichen und starren Komponenten bestehen. Das Team bezeichnet die Kreationen als “Flexoskelette”.

Die neue Methode zur Entwicklung dieser Roboter ermöglicht es, weiche Komponenten viel schneller zu konstruieren. Sie benötigt nur einen Bruchteil der Zeit, die zuvor erforderlich war, und sie ist viel günstiger als zuvor.

Nick Gravish ist Professor für Maschinenbau an der Jacobs School of Engineering der UC San Diego und der Senior-Autor des Papiers.

“Wir hoffen, dass diese Flexoskelette zur Schaffung einer neuen Klasse von weichen, bioinspirierten Robotern führen werden”, sagte Gravish. “Wir möchten es Forschern auf der ganzen Welt ermöglichen, weiche Roboter einfacher zu bauen.”

Mit der neuen Methode können große Gruppen von Flexoskelett-Robotern mit wenig manueller Montage gebaut werden. Sie ermöglicht die Erstellung von separaten Komponenten, die austauschbar sind, so dass Roboterteile ausgetauscht werden können.

10 Minuten, um ein Flexoskelett zu drucken

Die Flexoskelette werden durch 3D-Drucken erstellt, wobei ein starres Material auf einer dünnen Schicht gedruckt wird. Die dünne Schicht dient als flexibler Basis. Die Flexoskelette haben verschiedene Merkmale, und bestimmte Bereiche sind steifer als andere. Dies basiert auch auf Insekten-Exoskeletten, die eine Kombination von Weichheit und Steifigkeit für Bewegung und Unterstützung verwenden.

Die Arbeit wurde in der April-Ausgabe des Journals Soft Robotics vorgestellt. Die Entwürfe werden eventually anderen Forschern in Institutionen und Hochschulen zur Verfügung stehen, so das Team.

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Nur 10 Minuten sind erforderlich, um ein Flexoskelett zu drucken, und es kostet weniger als 1 Dollar. Wie bereits erwähnt, ist keine spezielle Ausrüstung erforderlich. Sie können auf den meisten kommerziell verfügbaren Druckern gedruckt werden, und das Drucken und die Montage eines gesamten Roboters dauern weniger als 2 Stunden.

Die Forscher fanden heraus, dass eine Polycarbonat-Schicht die beste Oberfläche zum Drucken von Flexoskeletten ist. Die Oberfläche ist sehr flexibel.

Das Team hofft auf die Schaffung einer Montage-Linie, die in der Lage ist, ganze Exoskelett-Roboter zu drucken, ohne dass eine manuelle Montage erforderlich ist. Durch die Gruppierung mehrerer kleiner Roboter kann die Arbeit eines viel größeren Roboters erledigt werden. Dies kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, wie z.B. bei Raummissionen, bei denen massenproduzierte, kleine autonome Roboter viele Aufgaben erledigen können.