Ábhair Nua 3D-Priontáilte Tuigeann a nGluaiseachtaí Féin

Tá modh nua forbartha ag foireann taighdeoirí ag MIT le haghaidh ábhar priontála 3D a bhfuil airíonna meicniúla intiúnta acu, a chuireann ar a gcumas a ngluaiseachtaí agus a n-idirghníomhaíochtaí féin leis an gcomhshaol a bhrath. Chruthaigh an fhoireann na struchtúir braite le hábhar amháin agus triail amháin ar phrintéir 3D. 

Thóg siad ábhair laitíse 3D-phriontáilte ar dtús agus ionchorpraíodh líonraí de chainéil aer-líonta isteach sa struchtúr le linn an phróisis priontála. D’fhéadfaidís ansin léargas a fháil ar an gcaoi a bhfuil an t-ábhar ag gluaiseacht trí na hathruithe brú laistigh de na bealaí seo a thomhas nuair a bhíonn an struchtúr brú, lúbtha nó sínte. 

Is éard atá sna hábhair laitíse cealla aonair i bpatrún athrá, agus trí mhéid nó cruth na gcealla a athrú, athraítear airíonna meicniúla an ábhair. 

D'fhéadfadh an teicníc nua cabhrú le robots bog solúbtha a chruthú ar deireadh le braiteoirí leabaithe a chuireann ar chumas na robots a staidiúir agus a ngluaiseachtaí a thuiscint. D'fhéadfadh forbairt gléasanna cliste inchaite atá inoiriúnaithe a bheith mar thoradh air freisin. 

Is comhúdar í Lillian Chin agus mac léinn iarchéime i Saotharlann Ríomheolaíochta agus Faisnéise Saorga MIT (CSAIL). 

“Is é an smaoineamh leis an obair seo ná gur féidir linn aon ábhar a ghlacadh ar féidir é a phriontáil 3D agus bealach simplí a bheith againn chun bealaí a threorú tríd ionas gur féidir linn braiteadh le struchtúr a fháil. Agus má úsáideann tú ábhair an-chasta, is féidir gluaiseacht, dearcadh agus struchtúr a bheith agat i gceann amháin,” a dúirt Chin. 

Áirítear ar an bpáipéar freisin an t-údar ceannaire Ryan Truby, iar-phostdoc CSAIL agus ollamh cúnta reatha in Ollscoil Northwestern; Annan Zhang, mac léinn iarchéime CSAIL; agus an t-údar sinsearach Daniela Rus, Ollamh Andrew agus Erna Viterbi in Innealtóireacht Leictreach agus Eolaíocht Ríomhaireachta agus stiúrthóir CSAIL. 

Foilsíodh an taighde i Airleacain Eolaíochta. 

Teicníc Priontála 3D

Bhí an fhoireann ag brath ar phriontáil 3D chun bealaí aer-líonta a ionchorprú go díreach sna teanntóga a fhoirmíonn an laitís. Nuair a théann an struchtúr faoi ghluaiseacht nó nuair a bhíonn brú air, dífhoirmíonn na bealaí agus athraíonn toirt an aeir taobh istigh. Cuireann an próiseas seo ar chumas na dtaighdeoirí an t-athrú comhfhreagrach ar bhrú a thomhas le braiteoir brú lasmuigh den seilf, a sholáthraíonn aiseolas ar an gcaoi a bhfuil an t-ábhar ag dífhoirmiú. 

“Má shíneann tú banda rubair amach, tógann sé tamall beag ort teacht ar ais ina áit. Ach ós rud é go bhfuil aer á úsáid againn agus go bhfuil na dífhoirmíochtaí sách cobhsaí, ní bhfaighimid na hairíonna céanna a bhaineann le hamanna éagsúla. Tá an fhaisnéis a thagann as ár braiteoir i bhfad níos glaine,” a deir Chin.

Rinne an fhoireann bealaí isteach sa struchtúr ag baint úsáide as priontáil 3D próiseála solais dhigiteach. Is éard atá i gceist leis an modh seo ná an struchtúr a tharraingt amach as linn roisín agus é a chruachadh go cruth beacht ag baint úsáide as solas teilgthe. Teilgtear íomhá ansin ar an roisín fliuch agus leigheastar na limistéir a bhuaileann an solas. 

De réir mar a théann an próiseas ar aghaidh níos faide, sileadh an roisín greamaitheach agus téann sé i bhfostú taobh istigh de na bealaí, rud a chiallaigh go raibh ar an bhfoireann aon ró-roisín a bhaint sular leigheasadh é. Rinne siad é seo trí úsáid a bhaint as meascán d'aer faoi bhrú, d'fholús agus de ghlanadh casta.

 “Beidh orainn tuilleadh tobsmaointeoireachta a dhéanamh ó thaobh an dearaidh chun smaoineamh ar an bpróiseas glantacháin sin, ós rud é gurb é an príomhdhúshlán é,” a leanann Chin ar aghaidh.

Bhain an fhoireann úsáid as an bpróiseas seo chun roinnt struchtúr laitíse a chruthú agus léirigh siad conas a d’fhéadfadh na bealaí aer-líonta aiseolas soiléir a ghiniúint nuair a bhí na struchtúir brú nó lúbtha.

Robots Bog HSA

Rinne an grúpa taighdeoirí braiteoirí a ionchorprú freisin in auxetics lomadh láimhe (HSAanna), ar aicme nua ábhar iad a forbraíodh do róbait bhog mhótair. Is féidir HSAanna a shíneadh agus a chasadh ag an am céanna, rud a chuireann ar a gcumas gníomhú mar actuators robot bog éifeachtach. Mar sin féin, tá sé deacair HSAanna a “bhrathaireacht” mar gheall ar a bhfoirmeacha casta. 

Phiontáil an fhoireann 3D ceann de na róbait bhog HSA seo, a bhí in ann gluaiseachtaí éagsúla a dhéanamh cosúil le lúbadh agus casadh. Ansin cuireadh trí shraith gluaiseachtaí é ar feadh níos mó ná 18 uair an chloig, agus úsáideadh na sonraí braiteora chun líonra neural a oiliúint a d'fhéadfadh tairiscint an robot a thuar go cruinn. 

“Tá eolaithe ábhar ag obair go dian chun ábhair ailtireachta a bharrfheabhsú le haghaidh feidhmiúlacht. Is cosúil gur smaoineamh simplí, ach fíorchumhachtach é seo chun a bhfuil ar bun ag na taighdeoirí sin a nascadh leis an réimse dearcadh seo. Chomh luath agus a chuirimid braite isteach, is féidir le róbataic cosúil liomsa teacht isteach agus é seo a úsáid mar ábhar gníomhach, ní hamháin mar ábhar éighníomhach,” a deir Chin.

“Ba dhúshlán oscailte sa réimse é róbait bhog a bhrath le braiteoirí leanúnacha cosúil le craiceann. Soláthraíonn an modh nua seo cumais chruinne réamh-mheastacháin do róbait bhog agus osclaíonn sé an doras chun an domhan a iniúchadh trí theagmháil,” a leanann Rus ar aghaidh. 

Deir Chin agus an fhoireann go bhféadfadh rudaí cosúil le clogaid peile a bheadh ​​in oiriúint do cheann imreora ar leith a bheith mar thoradh ar theicneolaíocht dá leithéid amach anseo. Bheadh ​​cumais braite ag na clogaid seo laistigh den struchtúr inmheánach, rud a mhéadódh cruinneas an aiseolais ó imbhuailtí ar an bpáirc.