Robotiikan vallankumous: 3D-tulostettu gripperi, joka toimii ilman elektroniikkaa

Merkittävässä loikassa robotiikan alalla Kalifornian yliopiston San Diegon (UCSD) insinöörien tiimi, joka teki yhteistyötä BASF-konsernin tutkijoiden kanssa, on kehittänyt 3D-tulostetun robotti-gripperin, joka toimii ilman elektroniikkaa. Tämä innovatiivinen laite, joka voi nostaa, pitää ja vapauttaa esineitä, on osoitus 3D-tulostuksen potentiaalista robotiikan alalla.

Uusi aikakausi kosketusperusteisessa robotiikassa

Robotti-gripperi, joka on tulostettu yhdessä, on varustettu sisäänrakennetuilla gravitaatio- ja kosketussensoreilla. Tämä ainutlaatuinen suunnittelu mahdollistaa gripperin vuorovaiktuksen esineiden kanssa pelkästään kosketuksen kautta, ominaisuus, joka ei ollut olemassa ennen tätä kehitystä. “Suunnittelimme toimintoja, joiden ansiosta sarja venttiilejä mahdollistaisi gripperin sekä tarttumisen kosketuksessa ja vapauttamisen oikeaan aikaan”, sanoi Yichen Zhai, joka on postdoc-tutkija Bioinspired Robotics and Design Labissa UCSD:ssä.

Gripperi käyttää fluidilogiikkaa muistamaan, kun se on tarttunut esineeseen ja pitää sitä kiinni. Kun se havaitsee esineen painon työntävän sivulle, kun se on kiertävä liikkeessä vaakasuoraan, se vapauttaa esineen. Tämä kosketusperusteinen lähestymistapa esineiden manipulointiin merkitsee merkittävää poikkeamaa perinteisistä robotti-järjestelmistä, jotka luottavat voimakkaasti visuaaliseen syötteeseen.

3D-tulostetun gripperin potentiaaliset sovellukset

3D-tulostettu gripperi pitää valtavasti potentiaalia erilaisiin sovelluksiin. Se voidaan asentaa robotti-käsivarteen teolliseen valmistukseen, elintarvikkeiden tuotantoon ja hedelmien ja vihannesten käsittelyyn. Se voidaan myös asentaa robottiin tutkimus- ja tutkimustehtäviin. Lisäksi se voi toimia ilman johtoa, korkeapaineista kaasupulloa ainoana voimanlähteenään.

Tiimi voitti yleiset haasteet, jotka liittyvät pehmeiden robotien 3D-tulostamiseen, kuten jäykkyys ja vuodot, kehittämällä uuden 3D-tulostusmenetelmän. Tämä menetelmä käsittää tulostimen kynän jäljittämisen jatkuvaa polkua koko tulostetun kuviotyön läpi, vähentäen vuotojen ja virheiden todennäköisyyttä tulostetussa kappaleessa. “Se on kuin piirtäminen ilman, että kynä irrotetaan paperista”, sanoi Michael T. Tolley, apulaisprofessori UCSD:ssä.

Tämä kehitys on osoitus 3D-tulostuksen potentiaalista robotiikan alalla. Poistamalla elektroniikan tarpeen, UCSD:n tiimi on avannut uusia mahdollisuuksia robotti-järjestelmien suunnittelussa ja toiminnassa.

3D-tulostetun robotiikan tulevaisuus

Tiimin innovatiivinen lähestymistapa 3D-tulostamiseen on mahdollistanut pehmeän rakenteen luomisen. Uusi menetelmä mahdollistaa ohuiden seinämien, jopa 0,5 millimetrin paksuisuuden, ja monimutkaisten, kaarevien muotojen tulostamisen, mikä mahdollistaa suuremman muodonmuutoksen. Tutkijat perustivat menetelmänsä Eulerin polkuun, joka on käsite graafiteoriassa, joka käsittää koskettamisen jokaisen graafin reunan kerran ja vain kerran. “Kun seurasimme näitä sääntöjä, pystyimme tulostamaan johdonmukaisesti toimivia pneumaattisia pehmeitä roboteja, joissa on upotettuja ohjauspiirejä”, sanoi Tolley.

3D-tulostetun gripperin kehitys on merkittävä askel robotiikan alalla. Poistamalla elektroniikan tarpeen, tiimi on avannut uusia mahdollisuuksia robotti-järjestelmien suunnittelussa ja toiminnassa. Kosketusperusteinen lähestymistapa esineiden manipulointiin merkitsee merkittävää poikkeamaa perinteisistä robotti-järjestelmistä, jotka luottavat voimakkaasti visuaaliseen syötteeseen.

Tulevaisuudessa voidaan odottaa lisää edistystä tässä alalla, 3D-tulostuksen näytellessä tärkeää roolia innovatiivisten ja kustannustehokkaiden robotti-järjestelmien kehittämisessä. UCSD:n tiimin työ on osoitus 3D-tulostuksen potentiaalista robotiikan alalla.