Gli ingegneri sviluppano una mano robotica morbida in grado di giocare a Nintendo

Ricercatori e ingegneri dell'Università del Maryland hanno creato una mano robotica stampata in 3D in grado di giocare a Super Mario Bros. 

In quello che è un incredibile progresso nell'agilità delle mani robotiche, la ricerca è stata presentata in Anticipi Scienza.

Il campo della robotica morbida si concentra su robot flessibili e gonfiabili alimentati ad acqua o ad aria, mentre i robot tradizionali sono alimentati tramite elettricità. C'è stato un crescente interesse per la robotica morbida grazie alla loro sicurezza e adattabilità, che li ha portati spesso a essere utilizzati per protesi e dispositivi medici. Tuttavia, fino alla nuova ricerca, è stato difficile controllare i fluidi che consentono ai robot di piegarsi e muoversi.

Il gruppo di ricerca è stato guidato dall'assistente professore di ingegneria meccanica dell'Università del Maryland Ryan D. Sochol. La grande svolta del team è arrivata quando sono stati in grado di stampare in 3D robot morbidi completamente assemblati con circuiti fluidici integrati, e tutto questo è stato possibile fare in un unico passaggio.

Joshua Hubbard è co-primo autore.

"In precedenza, ogni dito di una morbida mano robotica aveva bisogno di una propria linea di controllo, che può limitare la portabilità e l'utilità", spiega Hubbard. "Ma stampando in 3D la morbida mano robotica con i nostri transistor fluidici integrati, può giocare a Nintendo basandosi su un solo input di pressione."

Dimostrazione del robot

Il team ha dimostrato la morbida mano robotica progettando un circuito fluidico integrato che gli ha permesso di funzionare in risposta a una singola pressione di controllo. Applicando una bassa pressione, il team potrebbe far premere il primo dito sul controller Nintendo per far camminare Mario. Applicando un'alta pressione, Mario salterebbe. 

La mano si basava su un programma prestabilito che passava autonomamente tra pressione spenta, bassa, media e alta, ed era in grado di azionare con successo il controller Nintendo e completare il primo livello del gioco in meno di 90 secondi.

Ruben Acevedo è un recente dottorato di ricerca. laureato e co-primo autore dello studio. 

"Recentemente, diversi gruppi hanno cercato di sfruttare i circuiti fluidici per migliorare l'autonomia dei robot morbidi", ha affermato Acevedo, "ma i metodi per costruire e integrare quei circuiti fluidici con i robot possono richiedere giorni o settimane, con un alto grado di lavoro manuale e abilità tecnica”.

Stampa 3D

Il team si è affidato a "PolyJet 3D Printing", che ha molti strati di "inchiostri" multimateriale impilati uno sopra l'altro in 3D.

Kristen Edwards è la coautrice dello studio. 

"Nell'arco di un giorno e con un lavoro minore, i ricercatori possono ora passare dal premere l'avvio su una stampante 3D ad avere robot morbidi completi, inclusi tutti gli attuatori morbidi, gli elementi del circuito fluidico e le caratteristiche del corpo, pronti per l'uso", ha affermato Edwards

La scelta di Mario non è stata solo una decisione basata sul divertimento, ma in realtà è stata un modo preciso per misurare l'agilità della mano. I tempi e la composizione del livello del videogioco sono già stabiliti, con un solo errore che pone fine al gioco. Ciò ha fornito un nuovo modo di valutare il robot. 

Altri progressi della ricerca e accesso aperto

Il documento di ricerca del team ha anche dettagliato i robot morbidi ispirati alla tartaruga terrapin, che sono stati tutti stampati presso l'hub di stampa 3D Terrapin Works di UMD.

Anche la strategia del team è open source e il documento è ad accesso aperto per chiunque possa leggerlo. Il team ha anche collegato i propri materiali supplementari a un GitHub, che include tutti i file di progettazione elettronica.

“Condividiamo liberamente tutti i nostri file di progettazione in modo che chiunque possa facilmente scaricare, modificare su richiesta e stampare in 3D, sia con la propria stampante che tramite un servizio di stampa come noi, tutti i robot morbidi e gli elementi del circuito fluido del nostro lavoro ”, ha detto Sochol. "Speriamo che questa strategia di stampa 3D open source ampli l'accessibilità, la diffusione, la riproducibilità e l'adozione di robot morbidi con circuiti fluidici integrati e, a sua volta, acceleri il progresso nel campo".

Il team sta ora esaminando come la loro tecnica possa essere utilizzata per applicazioni biomediche come dispositivi di riabilitazione, strumenti chirurgici e protesi personalizzabili.