エンジニアが任意のニンテンドーをプレイできるソフトロボットハンドを開発

メリーランド大学の研究者とエンジニアは、ニンテンドーのスーパーマリオブラザーズをプレイできる3Dプリンティングされたソフトロボットハンドを作成しました。

ロボットハンドの敏捷性における驚くべき進歩であるこの研究は、Science Advancesに発表されました。

ソフトロボティクスの分野は、水または空気で動作する柔軟で膨張可能なロボットに焦点を当てており、従来のロボットは電気で動作します。ソフトロボティクスの安全性と適応性により、プロテーゼや医療機器によく使用されています。しかし、新しい研究まで、ロボットを曲げて動かすことができる流体を制御することは困難でした。

研究チームは、メリーランド大学の機械工学の助教授であるRyan D. Socholが率いていました。チームの大きなブレークスルーは、完全に組み立てられたソフトロボットと統合された流体回路を3Dプリンティングできるようになったときでした。これはすべて1つのステップで実行できました。

Joshua Hubbardは共同第一著者です。

「以前は、ソフトロボットハンドの各指には独自の制御ラインが必要でしたが、これは携帯性と有用性を制限する可能性があります。」とHubbardは説明しています。「しかし、私たちの統合された流体トランジスタを使用して3Dプリンティングされたソフトロボットハンドは、1つの圧力入力のみでニンテンドーをプレイできます。」

Image: University of Maryland

ロボットのデモンストレーション

チームは、単一の制御圧力に応じて動作するソフトロボットハンドを設計することで、統合された流体回路を実証しました。低圧力を適用すると、最初の指がニンテンドーコントローラーを押してマリオを歩かせます。高圧力を適用すると、マリオはジャンプします。

ハンドは、オフ、低、 сред、 高圧の間を自動的に切り替えるプログラムに依存しており、ニンテンドーコントローラーを正常に操作して、ゲームの最初のレベルを90秒未満でクリアすることができました。

Ruben Acevedoは最近の博士課程修了者であり、研究の共同第一著者です。

「最近、複数のグループがソフトロボットの自律性を高めるために流体回路を利用しようとしましたが、流体回路をロボットと組み合わせて構築する方法は、数日から数週間かかり、多大な手作業と技術スキルが必要です。」とAcevedoは述べています。

3Dプリンティング

チームは、「PolyJet 3Dプリンティング」を使用しました。これは、3Dで重ねられた多層のマルチマテリアル「インク」で構成されています。

Kristen Edwardsは研究の共同著者です。

「1日以内で、軽微な労力で、研究者は3Dプリンターの開始から完全なソフトロボット、すべてのソフトアクチュエーター、流体回路要素、ボディ機能を使用できるようになります。」とEdwardsは述べています。

マリオを選択することは、単に楽しみのためだけの決定ではありませんでした。実際には、ハンドの敏捷性を測定するための正確な方法として機能しました。ビデオゲームのタイミングとレベル構成はすでに確立されており、単一のミスでゲームが終了します。これにより、ロボットを評価するための新しい方法が提供されました。

その他の研究の進歩とオープンアクセス

研究チームの論文では、UMDのTerrapin Works 3Dプリンティングハブで印刷されたテラピン・タートルにインスパイアされたソフトロボットも詳細に説明されています。

チームの戦略はオープンソースであり、論文は誰でも読むことができるオープンアクセスです。チームは補足資料をGitHubにリンクしており、すべての電子設計ファイルが含まれています。

「私たちは、すべての設計ファイルを自由に共有しています。誰でも簡単にダウンロードして、必要に応じて変更し、3Dプリンティングすることができます。自分のプリンターを使用するか、印刷サービスを使用するかは自由です。私たちの研究のすべてのソフトロボットと流体回路要素を使用できます。私たちのオープンソース3Dプリンティング戦略により、ソフトロボットと統合された流体回路の普及、普及、再現性、採用が拡大し、分野の進歩が加速することを期待しています。」とSocholは述べています。

チームは現在、リハビリテーション装置、手術ツール、カスタマイズ可能なプロテーゼなどのバイオメディカルアプリケーションに使用できる技術を検討しています。