Ingineri dezvoltă o mână robotică moale capabilă să joace Nintendo

Cercetătorii și inginerii de la Universitatea din Maryland au creat o mână robotică moale imprimată în 3D care poate juca Super Mario Bros. de la Nintendo.

Într-un progres incredibil al agilității mâinilor robotice, cercetarea a fost prezentată în Science Advances.

Domeniul roboticii moi se concentrează pe roboți flexibili și inflabili care sunt alimentați cu apă sau aer, în timp ce roboții tradiționali sunt alimentați prin electricitate. A existat un interes crescut pentru robotica moale datorită siguranței și adaptabilității sale, ceea ce a dus la utilizarea lor frecventă pentru proteze și dispozitive medicale. Cu toate acestea, până la noua cercetare, a fost dificil să se controleze fluidele care permit roboților să se îndoaie și să se miște.

Echipa de cercetare a fost condusă de Ryan D. Sochol, asistent profesor de inginerie mecanică la Universitatea din Maryland. Printr-o descoperire importantă, echipa a reușit să imprime în 3D roboți moi complet asamblați cu circuite fluide integrate, și toate acestea au fost realizate într-un singur pas.

Joshua Hubbard este co-autorul primului articol.

“Înainte, fiecare deget al unei mâini robotice moi ar fi necesitat în general o linie de control separată, ceea ce poate limita portabilitatea și utilitatea,” explică Hubbard. “Dar prin imprimarea în 3D a mâinii robotice moi cu transistoare fluide integrate, poate juca Nintendo pe baza unei singure intrări de presiune.”

Imagine: Universitatea din Maryland

Demonstrarea robotului

Echipa a demonstrat mâna robotică moale prin proiectarea unui circuit fluidic integrat care i-a permis să funcționeze în răspuns la o singură presiune de control. Prin aplicarea unei presiuni scăzute, echipa a putut face ca primul deget să apese controlerul Nintendo pentru a face ca Mario să meargă. Prin aplicarea unei presiuni ridicate, Mario sărea.

Mâna a depins de un program setat care a comutat autonom între presiuni joase, medii și ridicate, și a fost capabilă să opereze controlerul Nintendo cu succes și să completeze primul nivel al jocului în mai puțin de 90 de secunde.

Ruben Acevedo este un absolvent recent al doctoratului și co-autor al studiului.

“Recent, mai multe grupuri au încercat să utilizeze circuite fluide pentru a îmbunătăți autonomia roboților moi,” a spus Acevedo, “dar metodele de construire și integrare a acestor circuite fluide cu roboții pot dura zile sau săptămâni, cu un grad ridicat de muncă manuală și abilități tehnice.”

Imprimarea 3D

Echipa a utilizat “PolyJet 3D Printing”, care are multe straturi de “cerneală” multi-materială stivuite una peste alta în 3D.

Kristen Edwards este co-autor al studiului.

“În decurs de o zi și cu o muncă minoră, cercetătorii pot acum să treacă de la apăsarea butonului de start al imprimantei 3D la a avea roboți moi complet asamblați — incluzând toți acțuatorii moi, elementele circuitului fluidic și caracteristicile corpului — gata de utilizare,” a spus Edwards.

Alegerea lui Mario nu a fost doar o decizie bazată pe divertisment, dar a servit și ca o modalitate precisă de măsurare a agilității mâinii. Timpul și structura nivelului jocului video sunt deja stabilite, cu o singură greșeală care încheie jocul. Acest lucru a oferit o nouă modalitate de evaluare a robotului.

Alte progrese în cercetare și acces deschis

Articolul de cercetare al echipei a detaliat și roboți moi inspirați de țestoasele de uscat, care au fost imprimate integral la Centrul de imprimare 3D Terrapin Works de la UMD.

Strategia echipei este și ea deschisă, iar articolul este accesibil pentru oricine să îl citească. Echipa a legat, de asemenea, materialele suplimentare de un GitHub, și include toate fișierele de proiectare electronică.

“Suntem fericiți să împărtășim toate fișierele noastre de proiectare, astfel încât oricine să poată descărca, modifica la cerere și imprima în 3D — fie cu propria imprimantă, fie prin intermediul unui serviciu de imprimare — toți roboții moi și elementele circuitului fluidic din lucrarea noastră,” a spus Sochol. “Sperăm că această strategie de imprimare 3D deschisă va extinde accesibilitatea, diseminarea, reprodusibilitatea și adoptarea roboților moi cu circuite fluide integrate și, în consecință, va accelera progresul în domeniu.”

Echipa examinează acum modurile în care tehnica lor poate fi utilizată pentru aplicații biomedicale, cum ar fi dispozitive de reabilitare, instrumente chirurgicale și proteze personalizate.