공기 구동 컴퓨터 메모리가軟로봇의 동작을 제어할 수 있다

캘리포니아 대학교 리버사이드의 엔지니어들은軟로봇의 동작을 제어할 수 있는 공기 구동 컴퓨터 메모리를 개발했다. 새로운 시스템은軟로봇의 가장 큰課題 중 하나인 공기 동력과 전자 회로 사이의 불일치를 해결한다.

이 연구는 PLOS One에 발표되었다.

압축된 공気が軟로봇의 부드러운 고무肢体와 그리퍼를 움직이는데 사용된다. 이러한 로봇은 전통적인刚性 로봇보다 섬세한 작업을 수행하는 데 더 적합하며, 또한 더 안전하다.

현재軟로봇을 제어하는 시스템은 전자 밸브와 컴퓨터를 사용하여 로봇의 움직이는 부품의 위치를 유지한다. 그러나 전자 부품은 이러한 로봇의 비용, 크기, 및 전력需求을 증가시킨다.

팀은 생물공학 박사 과정 학생 Shane Hoan, 생물공학 교수 William Grover, 컴퓨터 과학 교수 Phillip Brisk, 및 기계 공학 교수 Konstantinos Karydis가 이끌었다. 팀은過去에서 영감을 얻어軟로봇 분야를 발전시키기 위해 노력했다.

“공기 논리”는 한번에 다양한 제품을 제어하는 데 사용되었다. 예를 들어, 1990년대 초에 온도 조절기 및 기후 제어 시스템을 제어하는 데 사용되었다. 공기 논리는 전기 代わりに 공기를 사용하며, 공기는 회로 또는 채널을 통해 흐른다. 또한 공기 압력은 On/Off 또는 True/False를 나타내는데 사용되며, 현대 컴퓨터에서는 1과 0의 코드로 나타내어 전기 충전을 제어한다.

軟로봇은 움직이는 부품의 위치를 기억하고 유지해야 하므로, 연구자들은 전자 메모리 代わりに 공기 논리 “메모리”를 개발하기 위해 노력했다.

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공기 구동 랜덤 액세스 메모리 생성

팀은 전자 트랜지스터 代わりに 마이크로 유체 밸브를 사용하여 공기 구동 랜덤 액세스 메모리, 또는 RAM 칩을 생성했다. 원래 마이크로 유체 칩에서 액체의 흐름을 제어하기 위해 설계된 마이크로 유체 밸브는 또한 공기 흐름을 제어할 수 있다. 밸브는 압력 차이를 통해密封되며, 이는 공기 공급 라인과 연결되지 않은 경우에도 참이다. 이 시스템은 압력 차이를 생성하며, 이는 메모리로서 작용하여 로봇의 동작을 유지할 수 있다.

밸브의 집적 배열을 통해 로봇의 동작은 고급 작업을 수행할 수 있다.同时, 이러한 시스템은 비싼, 큰, 및 전력 소모가 많은 전자 하드웨어의 필요성을 줄인다.

팀은 먼저 마이크로 유체 밸브를 수정하여 더 큰 공기 흐름률을 처리할 수 있도록 했다. 그 후, 더 큰 및 빠르게 움직이는軟로봇을 제어할 수 있는 8비트 공기 RAM 칩을 생성했으며, 이는 3D 프린팅된 고무 손에 통합되었다.

공기 RAM은 대기압 공기를 “0” 또는 FALSE 값으로 나타내며, 真空은 “1” 또는 TRUE 값을 나타낸다. 대기압에 연결되면軟로봇의 손가락이 확장되며, 真空에 연결되면 축소된다.

연구자들은 RAM 칩上的 채널에서 대기압 및 真空의 조합을 변경하여 로봇이 노트, 코드, 및 전체 노래를 피아노에서 연주할 수 있도록 했다.

팀에 따르면, 이 시스템은 전자 하드웨어 없이 다른 로봇을 작동시킬 수 있다. 이는 배터리 구동 펌프를 사용하여 真空을 생성하기만 하면 된다.

또한, 시스템에는 正圧이 없기 때문에, 로봇 및 제어 시스템의 고장 및 사고의 위험이 없다. 이는 이러한 로봇이 인간 주변에서 더 안전하다는 것을 의미하며, 따라서 착용 가능한 장치로 사용될 수 있다.