Vierbenige Robot Werkt Zonder Elektronica

In een van de laatste ontwikkelingen op het gebied van robotica heeft een team van ingenieurs aan de Universiteit van San Diego een vierbenige zachte robot ontwikkeld die zonder enige elektronica kan werken. In plaats daarvan vertrouwt het op perslucht voor alle besturingssystemen en locomotiesystemen.

Michael T. Tollet, een professor in de mechanische ingenieurswetenschap aan de Jacobs School of Engineering van de UC San Diego, leidde het team en het onderzoek. Het werd gepubliceerd in Science Robotics op 17 februari.

Tollet werd vergezeld door Dylan Drotman, een PhD-student in de onderzoeksgroep en eerste auteur van het artikel.

“Dit werk vertegenwoordigt een fundamentele maar significante stap naar volledig autonome, elektronica-vrije wandelrobots,” zei Drotman.

De Robot

Het belangrijkste verschil tussen de nieuw ontwikkelde robot en bestaande zachte robots is dat de laatste, hoewel ook aangedreven door perslucht, vertrouwt op elektronische schakelingen. Door dit zijn er veel complexe componenten betrokken, zoals printplaten, kleppen en pompen die zich buiten het lichaam van de robot bevinden. De elektronische componenten zijn cruciaal voor de robot en fungeren als het brein en het zenuwstelsel, en vanwege hun belang zijn ze vaak duur en nemen ze veel ruimte in beslag.

De door het UC San Diego-team ontwikkelde robot vertrouwt daarentegen op een lichtgewicht en goedkoop systeem van pneumatische schakelingen. Het systeem bestaat uit buizen en zachte kleppen, die zich op de robot zelf bevinden. Met het systeem kan het reageren op signalen uit de omgeving en op commando lopen.

“Met onze aanpak kun je een zeer complexe robotbrein maken,” zei Tolley. “Ons focus lag hier op het maken van het eenvoudigste luchtgestuurde zenuwstelsel dat nodig is om te lopen.”

https://www.youtube.com/watch?v=X5caSAb4kz0&feature=emb_logo

Vier Benen, Drie Vrijheidsgraden Elke

De robot heeft luchtaangedreven spieren in zijn vier ledematen, waar perslucht die wordt gecontroleerd door kleppen in komt. Het bestaat ook uit mechanische sensoren in de vorm van zachte belletjes gevuld met vloeistof op het lichaam. Omgekeerde richting kan worden bereikt in de robot wanneer de belletjes worden ingedrukt, waardoor de vloeistof een klep in de robot omkeert.

De robot heeft vier benen, met drie vrijheidsgraden en drie spieren. Ze bestaan uit drie parallelle, verbonden pneumatische cilindrische kamers met bellows, en de benen zijn naar beneden gericht onder een hoek van 45 graden.

De ledematen van de benen kunnen in de tegenovergestelde richting worden gebogen wanneer een kamer wordt gepresseerd, wat betekent dat elk ervan multi-asbuiging heeft die wandelen mogelijk maakt. Met een zachte klep kan de rotatierichting van de ledematen worden omgeschakeld tussen de klok en tegen de klok in.

De onderzoekers zullen nu kijken naar het gebruik van de robot op natuurlijk terrein en oneffen oppervlakken, wat een meer complex netwerk van sensoren en pneumatisch systeem vereist.