Πρωτοποριακή Τεχνική 3D Εκτύπωσης Δημιουργεί Ρομπότ σε Ένα Βήμα

Μια ομάδα μηχανικών στο UCLA έχει αναπτύξει μια νέα τεχνική 3D εκτύπωσης και στρατηγική σχεδιασμού που επιτρέπει την κατασκευή ρομπότ σε ένα μόνο βήμα.

Η νέα μελέτη, η οποία δείχνει πώς τα ρομπότ μπορούν να κατασκευαστούν και να περπατήσουν, να χειριστούν και να πηδήξουν, δημοσιεύθηκε στο Science.

Πρωτοποριακή Τεχνική 3D Εκτύπωσης

Η νέα τεχνική περιλαμβάνει μια διαδικασία 3D εκτύπωσης για μηχανικά υλικά με πολλαπλά χαρακτηριστικά, ή ‘μετα-υλικά’. Επιτρέπει την κατασκευή ολόκληρου του μηχανικού και ηλεκτρονικού συστήματος που απαιτείται για την λειτουργία ενός ρομπότ με ένα seul βήμα. Μετά την εκτύπωση του ‘μετα-ρομπότ’, μπορεί να εκτελέσει κινήσεις, προώθηση, αίσθηση και λήψη αποφάσεων.

Τα εκτυπωμένα υλικά αποτελούνται από ένα εσωτερικό δίκτυο αισθητήριων, κινούμενων και δομικών στοιχείων που κινούνται αυτόματα μετά την προγραμματισμό. Επειδή αυτό το εσωτερικό δίκτυο ενώνεται σε ένα σημείο, όλα όσα πρέπει να κάνετε είναι να παράγετε ένα εξωτερικό στοιχείο — μια μικρή μπαταρία για την ενέργεια του ρομπότ.

Ο Xiaoyu (Rayne) Zheng είναι ο κύριος ερευνητής της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής πολιτικού και περιβαλλοντικού μηχανικού, καθώς και μηχανικού και αεροδιαστημικής μηχανικής στο UCLA Samueli Σχολή Μηχανικής.

“Ενvision ότι αυτή η σχεδιαστική και εκτυπωτική μεθοδολογία για έξυπνα ρομποτικά υλικά θα βοηθήσει να πραγματοποιηθεί μια τάξη αυτόνομων υλικών που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν την τρέχουσα σύνθετη διαδικασία συναρμολόγησης για την κατασκευή ενός ρομπότ”, είπε ο Zheng. “Με σύνθετες κινήσεις, πολλαπλά τρόπα αίσθησης και προγραμματιζόμενες ικανότητες λήψης αποφάσεων που ενσωματώνονται στενά, είναι παρόμοιο με ένα βιολογικό σύστημα με τα νεύρα, τα οστά και τους τένοντες που εργάζονται σε συνδυασμό για την εκτέλεση ελεγχόμενων κινήσεων.”

Πιθανές Εφαρμογές

Η ομάδα ενσωμάτωσε μια ενσωματωμένη μπαταρία και ελεγκτή για να κάνει πλήρως αυτόνομα 3D εκτυπωμένα ρομπότ. Κάθε ένα από τα ρομπότ έχει το μέγεθος ενός νυχιού, και σύμφωνα με τον Zheng, αυτή η νέα μέθοδος θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες σχεδιαστικές λύσεις για βιοϊατρικά ρομπότ. Ένα τέτοιο βιοϊατρικό ρομπότ θα μπορούσε να είναι ένα ρομπότ που κολυμπάει που πλοηγείται αυτόνομα κοντά στα αιμοφόρα αγγεία για να παραδώσει φάρμακα σε στόχους στον οργανισμό.

Μια άλλη εφαρμογή των 3D εκτυπωμένων ρομπότ είναι να τα στείλουν σε επικίνδυνες περιβάλλοντες, όπως ένα κατεστραμμένο κτίριο, όπου μια σμήνη από αυτά θα μπορούσε να εισέλθει σε στενά διαστήματα. Αυτά τα μετα-ρομπότ θα μπορούσαν τότε να αξιολογήσουν τα επίπεδα απειλής και να βοηθήσουν στις προσπάθειες διάσωσης.

Αυτή είναι μια σημαντική πρόοδος στο πεδίο της ρομποτικής, βοηθώντας να κάνει την κατασκευή τέτοιων ρομπότ πολύ πιο αποτελεσματική.

Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα περιλαμβάνει επίσης συγγραφείς Desheng Yao, Ryan Hensleigh, Zhenpeng Xu και Haotian Lu, οι οποίοι είναι μεταπτυχιακοί φοιτητές. Ariel Calderon, μεταδιδάκτωρ ερευνητής. Zhen Wang, συνεργάτης ανάπτυξης μηχανικής. Sheyda Davaria, ερευνητική συνεργάτης στο Virginia Tech. Patrick Mercier, αναπληρωτής καθηγητής ηλεκτρικής και υπολογιστικής μηχανικής στο UC San Diego. και Pablo Tarazaga, καθηγητής μηχανικής στο Texas A&M University.