Μαλακή Ρομποτική Με Βελτιωμένα Ελαστικά Άνθη

Επιστήμονες από το Ecole Polytechnique Fedérale de Lausanne έχουν αναπτύξει einen μικροσκοπικό άντλη που θα βοηθήσει στην αύξηση της αποτελεσματικότητας των αυτόνομων μαλακών ρομποτικών, ελαφριών εξοσκελετών και έξυπνων ενδυμάτων.

Οι περισσότεροι από τους τρέχοντες μαλακούς ρομποτές μας είναι κατασκευασμένοι από σιλικόνη, καουτσούκ και ελαστικά πολυμερή. Σε αντίθεση με τους σκληρότερους ή παραδοσιακούς ρομποτές, οι μαλακοί ρομποτές μπορούν να κινούνται σε σύνθετα περιβάλλοντα με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, να χειρίζονται εύθραυστα αντικείμενα και να χρησιμοποιούνται σε πολλές συνδέσεις ρομποτών-ανθρώπων. Ορισμένες από τις περιοχές στις οποίες χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν εξοσκελετούς αποκατάστασης και ρομποτικά ενδύματα. Οι μαλακοί βιο-τύποι ρομποτών θα μπορούσαν τελικά να εξερευνήσουν απομακρυσμένα και επικίνδυνα περιβάλλοντα με μεγαλύτερη ασφάλεια από τους ανθρώπους.

Οι μαλακοί ρομποτές που έχουμε τώρα περιέχουν σκληρά και θορυβώδη άντλες που χρησιμοποιούνται για να ωθήσουν υγρό σε σημαντικές περιοχές. Αυτό προκαλεί ζημιά στις δυνατότητες των μαλακών ρομποτών, καθώς η κινητικότητα και η αυτονομία τους περιορίζονται από τις άντλες και τις σωλήνες.

Ερευνητές από το Soft Transducers Laboratory (LMTS) και το Laboratory of Intelligent Systems (LIS) του EPFL, μαζί με ερευνητές από το Shibaura Institute of Technology στο Τόκιο, Ιαπωνία, είναι υπεύθυνοι για αυτές τις νέες αναπτύξεις. Οι δύο ομάδες είναι οι πρώτες που έχουν αναπτύξει μια πλήρως μαλακή άντλη, μέχρι και τις ηλεκτρόδους. Η νέα άντλη ζυγίζει περίπου ένα γραμμάριο και είναι完全 σιωπηλή ενώ χρησιμοποιεί μια πολύ μικρή ποσότητα ενέργειας. Η ενέργεια προέρχεται από ένα κύκλωμα 2 cm x 2 cm και μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Αυτή η νέα άντλη μπορεί επίσης να καταργήσει την ανάγκη για τη χρήση δεσμών.

Ο Herbert Shea, διευθυντής του LMTS, μίλησε για τη νέα τεχνολογία.

“Εάν θέλουμε να ενεργοποιήσουμε μεγαλύτερους ρομποτές, συνδέουμε πολλές άντλες μαζί”, είπε ο Shea. “Σκεφτόμαστε ότι αυτό είναι μια μετατόπιση παραδείγματος στο πεδίο της μαλακής ρομποτικής”.

Οι ερευνητές δημοσίευσαν το έργο τους σε ένα άρθρο στο Nature.

Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο οι μαλακές άντλες μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι να κυκλοφορήσουν υγρά σε έξυπνα ενδύματα. Θα το κάνουν αυτό μετακινώντας τα υγρά σε λεπτούς ελαστικούς σωλήνες που είναι ενσωματωμένοι μέσα στα ενδύματα. Υπάρχουν πολλές δυνατότητες για αυτό, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης και της θέρμανσης διαφορετικών περιοχών του σώματος μετακινώντας τα υγρά εκεί. Πολλές επαγγέλματα θα επωφεληθούν από αυτή τη τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένων χειρουργών, αθλητών και πιλότων.

Οι νέες μαλακές άντλες είναι “βασισμένες στο φυσικό μηχανισμό που χρησιμοποιείται σήμερα για την κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού σε συστήματα όπως οι υπερυπολογιστές”. Η διάταξη της άντλας περιλαμβάνει einen σωλήνα-μορφής κανάλι που είναι 1 mm σε διάμετρο, και μέσα υπάρχουν σειρές εκτυπωμένων ηλεκτροδίων. Μέσα στην άντλη υπάρχει ένα διηλεκτρικό υγρό. Οι τάσεις εφαρμόζονται, και τα ηλεκτρόνια τότε πηγαίνουν από τα ηλεκτρόδια στο υγρό. Αυτό προκαλεί κάποια από τα μόρια να γίνουν ηλεκτρικά φορτισμένα. Αυτά τα μόρια τότε γίνονται ελκυστικά σε άλλα ηλεκτρόδια, και τα τραβούν το υγρό μέσα από τον σωλήνα μαζί τους. Σύμφωνα με τον Vito Cacucciolo, einen μεταδιδακτορικό στο LMTS και τον κύριο συγγραφέα της μελέτης, “Μπορούμε να tăng την ροή調整οντας το ηλεκτρικό πεδίο, ενώ παραμένει完全 σιωπηλή”.

Αυτή η τεχνολογία έχει ήδη δοκιμαστεί σε ορισμένες περιοχές. Οι ερευνητές μπόρεσαν να εμφυτεύσουν την άντλη σε einen ρομποτικό δάχτυλο που χρησιμοποιείται συχνά σε εργαστήρια ρομποτικής. Οι ερευνητές συνεργάζονται επίσης με το εργαστήριο του Koichi Suzumori στην Ιαπωνία. Εκεί, εργάζονται πάνω σε υγρό-κίνητους τεχνητούς μυς καθώς και ελαστικούς εξοσκελετούς.

Η ομάδα των ερευνητών έχει επίσης χρησιμοποιήσει τη νέα τεχνολογία σε einen υφασμάτινο γάντι. Το γάντι έχει σωλήνες σε όλο του το μήκος που μπορούν να μεταφέρουν υγρό για να θερμάνουν και να ψύχουν διαφορετικές περιοχές του γαντιού. “Λειτουργεί λίγο σαν το σύστημα θέρμανσης και ψύξης του σπιτιού σας”, είπε ο Cacucciolo.

Αυτή η νέα τεχνολογία θα συνεχίσει να αναπτύσσεται και είναι πιθανό να προσελκύσει εταιρείες από διάφορα διαφορετικά πεδία. Ορισμένες έχουν ήδη δείξει ενδιαφέρον από νωρίς. Υπάρχουν πολλές δυνατότητες με τους νέους μαλακούς ρομποτές και τις ελαστικές άντλες που μπορούν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη πολλών προϊόντων διεπαφής ανθρώπου-ρομποτή