Inżynierowie czerpią inspirację z natury, aby opracować miękkiego robota chwytającego

Inżynierowie z Uniwersytetu w Georgii podążają za coraz częstszym wzorcem czerpania inspiracji z natury w celu opracowania robotyki. Chociaż często są to cechy zwierząt w naturze, takie jak ramiona ośmiornicy, tym razem zespół zwrócił uwagę na fasolę szparagową, aby opracować miękkiego robota chwytającego.

Najbardziej inspirującą cechą fasoli szparagowej i innych pnących roślin dla badaczy były ich wrażliwe na dotyk pędy, które są używane do owijania się wokół podpór. Robot opracowany przez zespół UGA może zachowywać się w podobny sposób, mocno, ale delikatnie chwytając obiekty o średnicy od 1 milimetra.

Mable Fok jest profesorem nadzwyczajnym i głównym autorem badania.

“Próbowaliśmy różnych projektów, ale nie byliśmy zadowoleni z wyników, potem przypomniałem sobie fasolę szparagową, którą uprawiałem w naszym ogrodzie kilka lat temu”, powiedział Fok. “Ta roślina może tak mocno trzymać się innych roślin lub liny. Więc przeprowadziłem badania nad pnącymi roślinami i uznałem, że jest to dobry projekt zaczerpnięty z natury, który możemy zbadać”.

Nowe badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Optics Express.

Zespół obejmował również Mei Yang i Ning Liu, kandydatów na studia doktoranckie w dziedzinie inżynierii; Liam Paul Cooper, studenta studiów licencjackich w dziedzinie inżynierii systemów komputerowych; oraz Xianqiao Wang, profesora nadzwyczajnego w Kolegium Inżynierii. 

“Nasz robot ma działanie wiążące, które wymaga tylko jednego sterowania pneumatycznego, co znacznie upraszcza jego działanie, eliminując potrzebę skomplikowanej koordynacji między wieloma sterowaniami pneumatycznymi”, kontynuował Fok. “Ponieważ używamy unikalnego ruchu wiążącego, miękki robot chwytający działa dobrze w zamkniętych przestrzeniach i potrzebuje tylko małej przestrzeni operacyjnej.”

Urządzenie Robocze

Inną unikalną cechą urządzenia UGA jest wbudowany czujnik, który zapewnia krytyczną informację zwrotną w czasie rzeczywistym, co stawia je na czele innych robotów na rynku.

“Wbudowaliśmy czujnik optyczny w środku elastycznego kręgosłupa robota, który może wykryć kąt owijania, parametry fizyczne celu i wszelkie zewnętrzne zakłócenia, które mogą spowodować, że cel zostanie poluzowany”, powiedział Fok.

Miękki robot chwytający jest nieco ponad trzy cale długi i zbudowany z silikonu. Naukowcy uważają, że może on być stosowany w sektorach takich jak rolnictwo, medycyna i badania. Konkretnymi zastosowaniami są pakowanie produktów rolnych, takich jak delikatne rośliny, robotyka chirurgiczna i obsługa próbek badawczych w rurkach szklanych.

Badanie wykazało skuteczność miękkiego robota chwytającego przy chwytaniu obiektów takich jak ołówki i pędzle. Był w stanie współpracować z obiektami o średnicy tak małej, jak cienki drut na wyprostowanej spinaczce. Oprócz skuteczności, urządzenie ma doskonałą powtarzalność, wysoką precyzję owijania i dokładne wykrywanie zewnętrznych zakłóceń.

Zespół będzie teraz pracował nad udoskonaleniem automatycznego sterowania zwrotnego, które odczyty czujnika optycznego