Robotik und physische KI
Revolutionierung der Robotik: Ein 3D-gedruckter Greifer, der ohne Elektronik funktioniert
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In einem bedeutenden Schritt für die Robotik hat ein Team von Ingenieuren an der University of California San Diego (UCSD) in Zusammenarbeit mit Forschern der BASF-Korporation einen 3D-gedruckten Roboter-Greifer entwickelt, der ohne die Notwendigkeit von Elektronik funktioniert. Dieses innovative Gerät, das Objekte aufnehmen, halten und freigeben kann, ist ein Zeugnis für das Potenzial des 3D-Druckens im Bereich der Robotik.
Ein neues Zeitalter der touchbasierten Robotik
Der Roboter-Greifer, der in einem Stück gedruckt wird, ist mit eingebauten Schwerkraft- und Berührungssensoren ausgestattet. Dieses einzigartige Design ermöglicht es dem Greifer, mit Objekten allein auf Basis von Berührung zu interagieren, eine Funktion, die vor dieser Entwicklung nicht existierte. “Wir haben Funktionen so konzipiert, dass eine Reihe von Ventilen es dem Greifer ermöglichen, sowohl bei Berührung zu greifen als auch zum richtigen Zeitpunkt freizugeben”, sagte Yichen Zhai, ein Postdoktorand im Bioinspired Robotics and Design Lab an der UCSD.
Der Greifer nutzt fluidische Logik, um zu “merken”, wenn er ein Objekt gegriffen und festhält. Wenn er das Gewicht des Objekts spürt, das zur Seite drückt, während es sich zur Horizontalen dreht, gibt er das Objekt frei. Dieser touchbasierte Ansatz zur Objektmanipulation markiert einen bedeutenden Abschied von traditionellen Roboter-Systemen, die stark auf visuelle Eingabe angewiesen sind.
Die potenziellen Anwendungen des 3D-gedruckten Greifers
Der 3D-gedruckte Greifer bietet enormes Potenzial für verschiedene Anwendungen. Er kann auf einem Roboter-Arm für industrielle Fertigungsanwendungen, Lebensmittelproduktion und die Handhabung von Früchten und Gemüse montiert werden. Er kann auch auf einen Roboter für Forschungs- und Erkundungsaufgaben montiert werden. Darüber hinaus kann er unabhängig funktionieren, mit einer Flasche hochdruckgas als einzige Energiequelle.
Das Team überwand die häufigen Herausforderungen, die mit dem 3D-Drucken von weichen Robotern verbunden sind, wie Steifigkeit und Lecks, indem es eine neue 3D-Druckmethode entwickelte. Diese Methode beinhaltet, dass die Druckdüse einen kontinuierlichen Pfad durch das gesamte Muster jeder gedruckten Schicht nachzeichnet, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Lecks und Defekten im gedruckten Teil reduziert wird. “Es ist wie das Zeichnen eines Bildes, ohne den Stift vom Blatt zu heben”, sagte Michael T. Tolley, Associate Professor an der UCSD.
Diese Entwicklung ist ein Zeugnis für das Potenzial des 3D-Druckens, das Feld der Robotik zu revolutionieren. Durch die Beseitigung der Notwendigkeit von Elektronik hat das Team an der UCSD neue Möglichkeiten für das Design und die Funktionalität von Roboter-Systemen eröffnet.
Die Zukunft der 3D-gedruckten Robotik
Der innovative Ansatz des Teams zum 3D-Drucken ermöglichte die Schaffung einer weicheren Struktur insgesamt. Die neue Methode ermöglicht das Drucken von dünnen Wänden, bis hinunter zu 0,5 Millimetern Dicke, und komplexen, gebogenen Formen, was eine höhere Deformationsrate ermöglicht. Die Forscher basierten ihre Methode auf dem Euler-Pfad, einem Konzept der Graphentheorie, das das Berühren jeder Kante eines Graphen einmal und nur einmal beinhaltet. “Wenn wir diesen Regeln folgten, konnten wir konsistent funktionale pneumatische weiche Roboter mit eingebetteten Steuerkreisen drucken”, sagte Tolley.
Die Entwicklung dieses 3D-gedruckten Greifers ist ein bedeutender Schritt vorwärts im Bereich der Robotik. Durch die Beseitigung der Notwendigkeit von Elektronik hat das Team neue Möglichkeiten für das Design und die Funktionalität von Roboter-Systemen eröffnet. Der touchbasierte Ansatz zur Objektmanipulation markiert einen bedeutenden Abschied von traditionellen Roboter-Systemen, die stark auf visuelle Eingabe angewiesen sind.
In der Zukunft können wir weitere Fortschritte in diesem Bereich erwarten, wobei der 3D-Druck eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung innovativer und kosteneffizienter Roboter-Systeme spielen wird. Die Arbeit des Teams an der UCSD dient als Zeugnis für das Potenzial des 3D-Druckens, das Feld der Robotik zu revolutionieren.
