Ingeniører trekker på naturen for å utvikle myk robotgrep

Ingeniører fra University of Georgia har fulgt den stadig økende trenden med å trekke på naturen for å utvikle robotikk. Mens det ofte er dyreegenskaper i naturen, som for eksempel blærermer, involverte dette tilfelle at teamet så på bønner for å utvikle en myk robotgrep. De mest inspirerende egenskapene til bønnene og andre vinnende planter for forskerne var deres berøringsfølsomme skudd, som brukes til å omringe støtter. Robotten utviklet av UGA-teamet kan oppføre seg på en lignende måte, fast og forsiktig grep objekter helt ned til én millimeter i diameter. Mable Fok er en assosiert professor og studiens hovedforfatter. “Vi hadde prøvd forskjellige design, men vi var ikke fornøyde med resultatene, så jeg husket bønnene jeg dyrket i vår hage for noen år siden,” sa Fok. “Denne planten kan holde fast på andre planter eller tau så sterkt. Så, jeg gjorde noen forskning på vinnende planter og tenkte det var et godt design fra naturen for oss å utforske.” Den nye studien ble publisert i tidsskriftet Optics Express. Teamet inkluderte også Mei Yang og Ning Liu, Ph.D-kandidater i ingeniørvitenskap; Liam Paul Cooper, som er en undergraduate som studerer datamaskinsystemer; og Xianqiao Wang, assosiert professor på Ingeniørhøyskolen.  “Vår robots vinnende handling krever bare en enkelt pneumatiske kontroll, som forenkler betydelig dens drift ved å eliminere behovet for kompleks koordinering mellom flere pneumatiske kontroller,” fortsatte Fok. “Siden vi bruker en unik vinnende bevegelse, fungerer den myke robotgreppe godt i begrensede områder og trenger bare et lite operasjonelt rom.”

Den robotiske enheten

En annen unik egenskap ved UGA-enheten er en innbygd sensor som gir kritisk sanntids tilbakemelding, som setter den foran andre roboter på markedet. “Vi har innbygd en fiberoptisk sensor i midten av robotens elastiske rygg som kan sanne vinnende vinkel, fysiske parametre til målet og eventuelle ytre forstyrrelser som kan føre til at målet kommer løs,” sa Fok. Den myke robotgreppe er litt over tre tommer lang, og det er konstruert av silikon. Forskerne tror det kan bli brukt i sektorer som landbruk, medisin og forskning. Spesifikke anvendelser inkluderer emballasje av landbruksprodukter som planter som er ømfintlige, kirurgiske roboter og håndtering av forskningsprøver i glassrør. Studien viste effekten av den myke robotgreppe når den grep objekter som blyanter og pensler. Det var i stand til å fungere med et objekt så lite som en tynn tråd på en rett paperclip. Foruten å være effektiv, har enheten utmerket gjentakelse, høy vinnende nøyaktighet og presis ekstern forstyrrelsesdeteksjon. Teamet vil nå arbeide med å forbedre den automatiske tilbakemeldingskontrollen, som fiberoptiske sensoravlesningene vil gi innsikt i. De vil også se på å miniaturisere designet, gjøre det mer anvendelig som en biomedisinsk enhet. “Denne vinnende myke roboten med dens innbygde fiberoptiske sensor danner en byggestein for en mer omfattende myk robot. Å ha en enklere design og kontroll er definitivt en fordel,” sa Fok.