Revolutionaire robotica: een 3D-geprinte grijper die werkt zonder elektronica

In een belangrijke stap voorwaarts voor robotica heeft een team van ingenieurs aan de Universiteit van Californië in San Diego (UCSD), in samenwerking met onderzoekers van het BASF-bedrijf, heeft een 3D-geprinte robotgrijper ontwikkeld die werkt zonder elektronica. Dit innovatieve apparaat, dat objecten kan oppakken, vasthouden en loslaten, getuigt van het potentieel van 3D-printen op het gebied van robotica.

Een nieuw tijdperk van op aanraking gebaseerde robotica

De in één keer bedrukte robotgrijper is voorzien van ingebouwde zwaartekracht- en aanraaksensoren. Door dit unieke ontwerp kan de grijper communiceren met objecten uitsluitend op basis van aanraking, een functie die vóór deze ontwikkeling niet bestond. "We hebben functies zo ontworpen dat een reeks kleppen de grijper in staat stelt zowel bij contact vast te grijpen als op het juiste moment los te laten", zegt Yichen Zhai, een postdoctoraal onderzoeker in het Bioinspired Robotics and Design Lab van UCSD.

De grijper gebruikt vloeiende logica om te onthouden wanneer hij een object heeft gegrepen en eraan vasthoudt. Wanneer het het gewicht detecteert van het object dat naar de zijkant duwt, terwijl het naar de horizontaal draait, laat het het object los. Deze op aanraking gebaseerde benadering van objectmanipulatie markeert een belangrijke afwijking van traditionele robotsystemen die sterk afhankelijk zijn van visuele input.

De mogelijke toepassingen van de 3D-geprinte grijper

De 3D-geprinte grijper heeft een enorm potentieel voor verschillende toepassingen. Het kan op een robotarm worden gemonteerd voor industriële productietoepassingen, voedselproductie en de verwerking van groenten en fruit. Het kan ook op een robot worden gemonteerd voor onderzoeks- en verkenningstaken. Bovendien kan hij ongebonden functioneren, met een fles hogedrukgas als enige stroombron.

Het team overwon de gemeenschappelijke uitdagingen die gepaard gaan met het 3D-printen van zachte robots, zoals stijfheid en lekken, door een nieuwe 3D-printmethode te ontwikkelen. Bij deze methode volgt het mondstuk van de printer een continu pad door het volledige patroon van elke afgedrukte laag, waardoor de kans op lekken en defecten in het afgedrukte stuk wordt verkleind. "Het is alsof je een tekening maakt zonder ooit het potlood van de pagina te halen", zegt Michael T. Tolley, universitair hoofddocent aan UCSD.

Deze ontwikkeling is een bewijs van het potentieel van 3D-printen voor een revolutie op het gebied van robotica. Door de behoefte aan elektronica te elimineren, heeft het team van UCSD nieuwe mogelijkheden geopend voor het ontwerp en de functionaliteit van robotsystemen.

De toekomst van 3D-geprinte robotica

De innovatieve benadering van het team van 3D-printen heeft het mogelijk gemaakt om in het algemeen een zachtere structuur te creëren. De nieuwe methode maakt het printen mogelijk van dunne wanden, tot 0.5 millimeter dik, en complexe, gebogen vormen, waardoor een groter vervormingsbereik mogelijk is. De onderzoekers baseerden hun methode op het Euleriaanse pad, een concept in de grafentheorie waarbij elke rand van een grafiek één keer wordt aangeraakt. "Toen we deze regels volgden, waren we in staat om consequent functionele pneumatische softrobots met ingebedde besturingscircuits te printen", aldus Tolley.

De ontwikkeling van deze 3D-geprinte grijper is een flinke stap voorwaarts op het gebied van robotica. Door de behoefte aan elektronica te elimineren, heeft het team nieuwe mogelijkheden geopend voor het ontwerp en de functionaliteit van robotsystemen. De op aanraking gebaseerde benadering van objectmanipulatie markeert een belangrijke afwijking van traditionele robotsystemen die sterk afhankelijk zijn van visuele invoer.

In de toekomst kunnen we meer vooruitgang op dit gebied verwachten, waarbij 3D-printen een cruciale rol speelt in de ontwikkeling van innovatieve en kosteneffectieve robotsystemen. Het werk van het team van UCSD getuigt van het potentieel van 3D-printen voor een revolutie op het gebied van robotica.