Mīkstā robotika kļūst labāka, izmantojot elastīgo sūkni

Zinātnieki no Ecole Polytechnique Fedérale de Lausanne ir izstrādājuši miniatūru sūkni, kas palīdzēs palielināt autonomo mīksto robotu, vieglo eksoskeletu un viedo apģērbu efektivitāti. 

Lielākā daļa mūsu pašreizējo mīksto robotu ir izgatavoti no silikona, gumijas un elastīgiem polimēriem. Atšķirībā no stingrākiem vai tradicionālākiem robotiem, mīkstie roboti spēj efektīvāk pārvietoties sarežģītā vidē, rīkoties ar trausliem priekšmetiem un tikt izmantoti daudzos robota un cilvēka savienojumos. Dažas no jomām, kurās tie tiek izmantoti, ietver rehabilitācijas eksoskeletus un robotu apģērbu. Mīkstā bio tipa roboti galu galā varētu izpētīt attālu un bīstamu vidi daudz drošāk nekā cilvēki. 

Mīkstajos robotos, kas mums tagad ir, ir stingri un trokšņaini sūkņi, kurus izmanto, lai iespiestu šķidrumu svarīgās vietās. Tas mazina iespēju, kādi var būt mīkstie roboti, jo to mobilitāti un autonomiju ierobežo sūkņi un caurules. 

Pētnieki no EPFL Mīksto devēju laboratorijas (LMTS) un Inteliģento sistēmu laboratorijas (LIS), kā arī pētnieki no Shibaura Tehnoloģiju institūta Tokijā, Japānā, ir atbildīgi par šiem jaunumiem. Abas grupas ir pirmās, kas ir izstrādājušas pilnīgi mīkstu sūkni līdz pat elektrodiem. Jaunais sūknis sver aptuveni vienu gramu, un tas ir pilnīgi kluss, vienlaikus patērējot ļoti mazu enerģijas daudzumu. Barošana tiek nodrošināta no 2 x 2 cm ķēdes un uzlādējama akumulatora. Šis jaunais sūknis varētu arī atbrīvoties no nepieciešamības izmantot saites. 

Par jauno tehnoloģiju stāstīja LMTS direktors Herberts Šī. 

"Ja mēs vēlamies iedarbināt lielākus robotus, mēs savienojam vairākus sūkņus kopā," sacīja Šī. "Mēs to uzskatām par paradigmas maiņu mīkstās robotikas jomā." 

Pētnieki publicēja savu darbu rakstā Daba. 

Vēl viens veids, kā var izmantot mīkstos sūkņus, ir cirkulēt šķidrumus visā viedajā apģērbā. Viņi to darītu, pārvietojot šķidrumus plānās elastīgās caurulēs, kas ir iestrādātas apģērbā. Tam ir daudz iespēju, tostarp dažādu ķermeņa zonu dzesēšana un sildīšana, pārvietojot šķidrumus. Daudzas profesijas varētu gūt labumu no šīs tehnoloģijas, tostarp ķirurgi, sportisti un piloti. 

Jaunie mīkstie sūkņi ir "balstīti uz fizisko mehānismu, ko mūsdienās izmanto dzesēšanas šķidruma cirkulācijai tādās sistēmās kā superdatori." Sūkņa izkārtojums ietver caurules formas kanālu, kura diametrs ir 1 mm, un iekšpusē ir iespiestu elektrodu rindas. Sūkņa iekšpusē ir dielektrisks šķidrums. Tiek pielietots spriegums, un elektroni no elektrodiem nonāk šķidrumā. Tas izraisa dažu molekulu elektrisku uzlādi. Pēc tam šīs molekulas pievelkas citiem elektrodiem, un tās kopā ar tām izvelk šķidrumu caur cauruli. Saskaņā ar Vito Cacucciolo, LMTS doktora grādu un pētījuma vadošo autoru, "Mēs varam paātrināt plūsmu, pielāgojot elektrisko lauku, taču tas paliek pilnīgi kluss." 

Šī tehnoloģija dažās jomās jau tiek pārbaudīta. Pētniekiem izdevās veiksmīgi implantēt sūkni robotu pirkstā, ko parasti izmanto robotikas laboratorijās. Pētnieki strādā arī ar Koichi Suzumori laboratoriju Japānā. Tur viņi strādā ar šķidruma vadītiem mākslīgiem muskuļiem, kā arī elastīgiem eksoskeletiem. 

Pētnieku komanda jauno tehnoloģiju izmantojusi arī auduma cimdos. Visā cimdā ir caurules, kas spēj pārvadāt šķidrumu, lai sasildītu un atdzesētu dažādas cimda vietas. "Tā darbojas nedaudz kā jūsu mājas apkures un dzesēšanas sistēma," sacīja Cacucciolo. 

Šī jaunā tehnoloģija turpinās attīstīties un, visticamāk, piesaistīs uzņēmumus no dažādām jomām. Daži pat ir izrādījuši interesi agri. Ar jaunajiem mīkstajiem robotiem un elastīgajiem sūkņiem ir daudz iespēju, kas var palīdzēt izstrādāt daudzus cilvēka un robota saskarnes produktus