Insinöörit piirtävät luonnon pohjalta pehmeän robotti otteen kehittämiseen

Georgian yliopiston insinöörit ovat seuranneet jatkuvasti kasvavaa mallia luonnon pohjalta robottiikan kehittämiseen. Vaikka usein eläinten piirteet luonnossa, kuten oktaani kädet, tämä tapaus liittyi tiimiin, joka katsoi kehittääksesi pehmeän robotti otteen pole papuja.

Polepapujen ja muiden kiertyvien kasvien inspiroivimmat piirteet tutkijoille olivat niiden kosketusherkät versot, joita käytetään kiertymään tukirakenteisiin. UGA-tiimin kehittämä robotti voi käyttäytyä samalla tavalla, pitäen esineitä tiukasti mutta hellästi, kaikista yksi millimetriin halkaisijalta.

Mable Fok on apulaisprofessori ja tutkimuksen johtaja.

“Olimme kokeilleet eri suunnittelumalleja, mutta emme olleet tyytyväisiä tuloksiin, sitten muistin polepavut, jotka kasvatin puutarhassamme muutama vuosi sitten,” Fok sanoi. “Tämä kasvi voi pitää kiinni muista kasveista tai köystä niin tiukasti. Tein jotain tutkimusta kiertyvistä kasveista ja ajattelin, että se oli hyvä suunnittelumalli luonnosta meidän tutkittavaksi.”

Uusi tutkimus julkaistiin Optics Express -julkaisussa.

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

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

Robotti laite

Toinen ainutlaatuinen puoli UGA-laitteessa on upotettu anturi, joka tarjoaa kriittistä reaaliaikaisen palautteen, joka asettaa sen eteen muita roboteikkia markkinoilla.

“Olemme upottaneet kuituoptisen anturin robottiemme joustavan selkärangan keskivaiheille, joka voi havaita kiertyvän kulman, fyysiset parametrit kohdetta ja ulkoiset häiriöt, jotka voivat aiheuttaa kohde irtoamaan,” Fok sanoi.

Pehmeä robottiote on hieman yli kolme tuumaa pitkä, ja se on valmistettu silikonista. Tutkijat uskovat, että se voisi soveltaa aloilla, kuten maataloudessa, lääketieteessä ja tutkimuksessa. Tarkat sovellukset ovat muun muassa pakkaaminen maataloustuotteita, kuten herkkäkasveja, kirurginen robottiikka ja tutkimusnäytteiden käsittely lasitubeissa.

Tutkimus osoitti pehmeän robotti otteen tehokkuuden, kun se tarttui esineisiin, kuten lyijykyniin ja siveltimiin. Se pystyi toimimaan esineen, joka on niin ohut kuin ohut langan paperiliittimessä. Sen lisäksi, että laite on tehokas, se on myös erinomaisen toistettavuuden, korkean kiertyvän tarkkuuden ja tarkan ulkoisen häiriön havainnon.

Tiimi työskentelee nyt parantamaan automaattista palautetta, jonka kuituoptisen anturin lukemat antavat näkymän. He myös tavoittelevat laitteen miniaturisointia, mikä tekee siitä soveltuvamman biolääketieteelliseksi laitteeksi.

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