Insinöörit piirtävät luonnon pohjalta pehmeän robotti otteen

Yhdysvaltain Georgian yliopiston insinöörit ovat seuranneet luonnon pohjalta robottiikan kehittämistä. Vaikka usein eläinten piirteet luonnossa, kuten oktaani kädet, tämä tapaus käsitteli tiimin katsomista pavuista kehittääksi pehmeä robotti ote.

Pavuissa ja muissa kierteisissä kasveissa tutkijoiden kannalta inspiroivimmat piirteet olivat kosketusherkät versot, joita käytetään tukien ympäröimiseen. UGA-tiimin kehittämä robotti voi käyttäytyä samalla tavalla, pitäen esineitä tiukasti mutta hellästi, kaikista yhden millimetrin läpimittaisiin esineisiin asti.

Mable Fok on apulaisprofessori ja tutkimuksen pääkirjoittaja.

“Olemme kokeilleet eri suunnittelumalleja, mutta emme olleet tyytyväisiä tuloksiin, kunnes muistin pavut, jotka kasvatin puutarhassamme muutama vuosi sitten”, sanoi Fok. “Tämä kasvi voi pitää kiinni muista kasveista tai köysistä niin tiukasti. Tein jotain tutkimusta kierteisistä kasveista ja ajattelin, että se on hyvä suunnittelumalli luonnosta meidän tutkimukseemme.”

Uusi tutkimus julkaistiin Optics Express -julkaisussa.

Tiimiin kuului myös Mei Yang ja Ning Liu, insinööritieteiden tohtorikoulutettavat; Liam Paul Cooper, joka on tietojärjestelmien insinööri; ja Xianqiao Wang, apulaisprofessori insinööritieteellisessä tiedekunnassa.

“Robottimme kierteinen toiminto vaatii vain yhden pneumaattisen ohjauksen, mikä yksinkertaistaa sen toimintaa poistamalla tarpeen monimutkaiselle koordinaatiolle useiden pneumaattisten ohjausten välillä”, Fok jatkoi. “Koska käytämme ainutlaatuista kierteistä liikettä, pehmeä robotti ote toimii hyvin ahtaisissa tiloissa ja tarvitsee vain pienen toimintatilan.”

Robotti laite

UGA-laitteen toinen ainutlaatuinen piirre on upotettu anturi, joka antaa kriittistä reaaliaikaisia palautetta, mikä asettaa sen eteenpäin muihin markkinoilla oleviin roboteihin.

“Olemme upottaneet kuituoptisen anturin robottimme elastisen selkärangan keskivaiheille, joka voi havaita kierteisen kulman, fyysiset parametriksi kohdetta ja ulkoisia häiriöitä, jotka voivat aiheuttaa kohde irtoamaan”, sanoi Fok.

Pehmeä robotti ote on hieman yli kolme tuumaa pitkä, ja se on valmistettu silikonista. Tutkijat uskovat, että se voisi soveltua aloilla, kuten maataloudessa, lääketieteessä ja tutkimuksessa. Täsmällisiä sovelluksia ovat muun muassa herkkien kasvien pakkaaminen, kirurginen robotti ja tutkimusnäytteiden käsittely lasitubeissa.

Tutkimus osoitti pehmeän robotti otteen tehokkuuden, kun se otettiin esineistä, kuten kynistä ja siveltimistä. Se pystyi toimimaan jopa ohuen langan kanssa suoristetusta paperiklipistä. Lisäksi laite on tehokas, ja sillä on erinomainen toistettavuus, korkea kierteisyys ja tarkka ulkoinen häiriöntunnistus.

Tiimi aikoo parantaa automaattista palautetta, jonka kuituoptisen anturin lukemat antavat näkemyksen. He aikovat myös miniaturisoida suunnittelun, mikä tekee siitä soveltuvamman biolääketieteelliseksi laitteeksi.

“Tämä kierteinen pehmeä robotti, jossa on upotettu kuituoptinen anturi, muodostaa perusrakennuspalan kattavammalle pehmeälle robotille. Yksinkertaisempi suunnittelu ja ohjaus on selvä etu”, sanoi Fok.