Luchd-rannsachaidh a’ cruthachadh shiostaman smachd ùra airson innealan-fuadain bog

Tha sgioba de luchd-rannsachaidh robotics, innleadairean agus luchd-saidheans stuthan bho Oilthigh Rice agus Oilthigh Harvard air roghainnean siostam smachd analog agus air a stiùireadh le adhair airson innealan-fuadain bog a nochdadh. Sheall an sgioba gu bheil e comasach cuairtean prògramaichte, neo-eileagtronaigeach a leasachadh gus smachd a chumail air gnìomhan innealan-fuadain bog. Bidh na cuairtean sin ag obair le bhith a’ giullachd fiosrachaidh air a chòdachadh ann an spreadhaidhean èadhair teann. 

Chaidh an rannsachadh fhoillseachadh anns an Gnothaichean Acadamaidh Nàiseanta nan Saidheansan. 

A 'cruthachadh an t-siostam smachd

Is e Colter Decker prìomh ùghdar an sgrùdaidh agus fo-cheum Rice. 

“Is e pàirt de bhòidhchead an t-siostaim seo gu bheil e comasach dhuinn àireamhachadh sìos gu na pàirtean bunaiteach aige a lughdachadh," thuirt Decker. 

Thuirt e cuideachd gu bheil siostaman smachd dealanach air a bhith air an ùrachadh airson deicheadan, agus le bhith ag ath-chruthachadh cuairteachadh coimpiutair “le analogs gu ìre cuideam is sruthadh an àite bholtadh is sruth,” tha e nas fhasa àireamhachadh giuthais a thoirt a-steach. 

Chruthaich Decker an siostam smachd robotach bog sa mhòr-chuid bho stuthan làitheil, leithid stràbhan plastaig agus bannan rubair. Anns na deuchainnean, sheall an siostam geataichean loidsig air an stiùireadh le èadhar a dh’ fhaodadh a bhith air an rèiteachadh gus gnìomhachd ris an canar gnìomhan Boolean a choileanadh, a tha deatamach do choimpiutaireachd an latha an-diugh. 

“Cha b’ e an amas a-riamh coimpiutairean dealanach a chuir an àite gu tur, ”thuirt Decker. 

Ann an iomadh cùis, chan fheum innealan-fuadain bog no wearables a bhith air am prògramadh ach airson beagan ghluasadan sìmplidh. A thaobh an teicneòlais ùr, dh’ fhaodadh gum biodh e “mòran na bu shaoire agus na bu shàbhailte airson a chleachdadh agus tòrr na bu seasmhaiche” na smachdan dealanach traidiseanta. 

Bha am pròiseact ùr na cho-obrachadh eadar grunn bhuidhnean rannsachaidh agus naoinear co-ùghdaran gu h-iomlan. 

Chruthaich an sgioba dà phàirt. Tha a’ chiad fhear na actuator coltach ri piston a bhios ag eadar-theangachadh cuideam èadhair gu feachd meacanaigeach. Agus is e bhalbhaiche an dàrna fear a ghabhas a chuir dheth agus air adhart. Chaidh na co-phàirtean a thogail bho dhiofar phàirtean, a’ toirt a-steach stràbhan plastaig, tubing plastaig sùbailte, bannan rubair, pàipear parchment, agus siotaichean polyurethane thermoplastic. 

A 'ceangal phàirtean gu inneal singilte

Dh’ fhaodadh an dà phàirt a bhith air an cur còmhla ann an aon inneal, a bha na bhalbhaichean bistable ag obair mar suidse agus a’ cleachdadh cuideam èadhair mar chur-a-steach agus toradh. Tha tomhas sònraichte de chuideam èadhair a’ ciallachadh gu bheil an suidse air a thionndadh eadar an dà stàit, agus chaidh na bhalbhaichean a chumail dùinte le bannan rubair agus am prògramadh le bhith a’ cur ris no a’ toirt air falbh bannan rubair. Mar thoradh air an sin thàinig atharrachadh air an ìre de chuideam a bha a dhìth airson gnìomhachd. 

Sheall deuchainnean gum faodadh na cuairtean a bhith air an cleachdadh gus smachd a chumail air inneal-fuadain bog, cumadh làimhe, cuisean giuthais agus inneal-fuadain meud bogsa bhròg a choisich grunn cheumannan ro-chlàraichte gus rud fhaighinn air ais. 

Tha Daniel Preston na àrd-ollamh cuideachaidh ann an innleadaireachd meacanaigeach aig Rice agus na cho-ùghdar air an sgrùdadh. 

“Is e an coileanadh as motha san obair seo a bhith a’ toirt a-steach an dà chuid smachd didseatach agus analog anns an aon ailtireachd siostam, ”thuirt Preston. 

Leis an dà chuid, faodar na cuairtean smachd giuthais a phrògramadh gu didseatach leis na “feadhainn agus na neoni air a bheil thu a’ smaoineachadh ann an coimpiutair traidiseanta. Ach is urrainn dhuinn cuideachd comasan analog a thoirt a-steach, rudan a tha leantainneach." tha e a' leantainn. “Leigidh sin leinn ailtireachd an t-siostaim iomlan a dhèanamh nas sìmplidhe agus comasan ùra a choileanadh nach robh ruigsinneach ann an obair roimhe.”