エンジニアはソフトロボティックグリッパーの開発のために自然に焦点を当てる

ジョージア大学のエンジニアは、ロボティクスの開発のために自然に焦点を当てる、増加するパターンに従った。動物の特徴であるオクトパスの腕など、自然の中でよく見られるものだが、この場合はポールビーンに焦点を当て、ソフトロボティックグリッパーを開発した。

ポールビーンや他のツイニング植物の最もインスピレーションの特徴は、サポートを巻きつけるために使用されるタッチセンシティブなショットであった。ジョージア大学のチームによって開発されたロボットは、同様の方法で動作し、1ミリメートル以下の直径の物体をしっかりと優しく握ることができる。

メイブル・フォックは、准教授であり、この研究の主な著者である。

「私たちはさまざまなデザインを試したが、結果に満足できなかった。そこで、私は数年前に私たちの庭で育てたポールビーンを思い出した」とフォックは言った。「この植物は他の植物やロープを非常にしっかりと握ることができる。そこで、私はツイニング植物について調査し、それが私たちが探索するための自然からの良いデザインであると考えた」。

新しい研究は、Optics Express誌に掲載された。

チームには、Mei YangとNing Liu、エンジニアリングの博士課程の学生；Liam Paul Cooper、コンピューターシステムエンジニアリングを学ぶ学部生；およびXianqiao Wang、エンジニアリング大学の准教授が含まれた。  

「私たちのロボットのツイニングアクションには、単一の空気圧制御のみが必要であり、これにより複数の空気圧制御間の複雑な調整の必要性が排除され、操作が大幅に簡素化される」とフォックは続けた。「私たちがユニークなツイニングモーションを使用しているため、ソフトロボティックグリッパーは狭いスペースで動作し、わずかな作動スペースのみが必要である」。

ロボティックデバイス

UGAデバイスのもう1つのユニークな側面は、重要なリアルタイムフィードバックを提供する埋め込みセンサーであり、これにより市場にある他のロボティクスよりも優位性を獲得する。

「私たちは、ロボットの中央の弾性スパインにファイバーオプティックセンサーを埋め込み、ツイニング角度、ターゲットの物理パラメータ、およびターゲットを緩める可能性のある外部の妨害を感知できるようにした」とフォックは言った。

ソフトロボティックグリッパーは、約3インチの長さで、シリコンで構成されている。研究者たちは、これが農業、医療、研究などの分野で適用できる可能性があると考える。具体的な用途には、デリケートな植物などの農業製品の包装、外科ロボティクス、ガラスチューブ内の研究サンプルの取り扱いなどが含まれる。

研究では、鉛筆やペイントブラシなどの物体を握る際のソフトロボティックグリッパーの有効性が実証された。直enedペーパークリップの薄いワイヤーなどの小さな物体にも対応できる。有効性に加えて、デバイスには優れた繰り返し性、高いツイニング精度、正確な外部妨害検出が備わっている。

チームは、自動フィードバック制御の改善に取り組むことになる。これには、ファイバーオプティックセンサーの読み取り値が洞察を提供する。さらに、デザインを小型化し、バイオメディカルデバイスとしての適用性を高めることを目指す。

「ツイニングソフトロボットとその埋め込みファイバーオプティックセンサーは、より包括的なソフトロボットの構築ブロックを形成する。よりシンプルなデザインと制御は、確かに利点である」とフォックは言った。