Inžinieriai remiasi gamta, kad sukurtų minkštą robotinį griebtuvą

Džordžijos universiteto inžinieriai, kurdami robotiką, vadovavosi vis dažniau naudojamu gamtos dėsniu. Nors gamtoje dažnai tai yra gyvūnų bruožai, pavyzdžiui, aštuonkojų rankos, šiuo atveju komanda ieškojo pupelių, kad sukurtų minkštą robotą griebtuvą.

Labiausiai tyrėjus įkvepia stulpinių pupelių ir kitų giminingų augalų ypatumai – jų lietimui jautrūs ūgliai, naudojami atramų apvyniojimui. UGA komandos sukurtas robotas gali elgtis panašiai, tvirtai, bet švelniai sugriebti objektus iki vieno milimetro skersmens.

Mable Fok yra docentas ir tyrimo pagrindinis autorius.

„Išbandėme skirtingus dizainus, bet nebuvome patenkinti rezultatais, tada prisiminiau pupas, kurias auginau mūsų sode prieš keletą metų“, – sakė Fokas. „Šis augalas taip stipriai gali prikibti prie kitų augalų ar lyno. Taigi, aš šiek tiek tyrinėjau besisukančius augalus ir maniau, kad tai yra geras gamtos dizainas, kurį galime tyrinėti.

Naujas tyrimas buvo paskelbtas žurnale Optika Express.

Komandoje taip pat buvo Mei Yang ir Ning Liu, inžinerijos mokslų daktaro kandidatai; Liam Paul Cooper, kuris yra bakalauro laipsnis, studijuojantis kompiuterių sistemų inžineriją; ir Xianqiao Wang, Inžinerijos koledžo docentas. 

„Mūsų roboto sukimosi veiksmui reikia tik vieno pneumatinio valdymo, o tai labai supaprastina jo veikimą, nes nebereikia sudėtingo koordinavimo tarp kelių pneumatinių valdiklių“, – tęsė Fokas. "Kadangi naudojame unikalų sukimosi judesį, minkštas robotas griebtuvas puikiai veikia uždarose vietose ir jam reikia tik nedidelės darbo vietos."

Robotinis įrenginys

Kitas unikalus UGA įrenginio aspektas yra įtaisytasis jutiklis, teikiantis kritinį grįžtamąjį ryšį realiuoju laiku, todėl jis lenkia kitus rinkoje esančius robotus.

„Mes įtaisėme šviesolaidinį jutiklį roboto elastingo stuburo viduryje, kuris gali pajusti posūkio kampą, fizinius taikinio parametrus ir bet kokius išorinius trikdžius, dėl kurių taikinys gali atsilaisvinti“, – sakė Fokas.

Minkštas robotas griebtuvas yra šiek tiek daugiau nei XNUMX colių ilgio ir pagamintas iš silikono. Tyrėjai mano, kad tai galėtų būti taikoma tokiuose sektoriuose kaip žemės ūkis, medicina ir moksliniai tyrimai. Konkrečios programos apima žemės ūkio produktų, pvz., gležnų augalų, pakavimą, chirurginę robotiką ir tiriamųjų mėginių tvarkymą stikliniuose vamzdeliuose.

Tyrimas parodė minkšto roboto griebtuvo efektyvumą suimant tokius objektus kaip pieštukai ir teptukai. Jis galėjo dirbti su mažu daiktu kaip plona viela ant ištiesintos sąvaržėlės. Be veiksmingumo, prietaisas pasižymi puikiu pakartojamumu, dideliu dvynių tikslumu ir tiksliu išorinių trikdžių aptikimu.

Dabar komanda stengsis tobulinti automatinį grįžtamojo ryšio valdymą, kurį šviesolaidžio jutiklio rodmenys suteiks įžvalgos. Jie taip pat sieks sumažinti dizainą, kad jis būtų labiau pritaikytas kaip biomedicinos prietaisas.

„Šis besisukantis minkštas robotas su įterptu optinio pluošto jutikliu sudaro visapusiškesnio minkšto roboto konstrukciją. Paprastesnis dizainas ir valdymas – neabejotinai privalumas“, – sakė Fok.