Ingineri desenează inspirați de natură pentru a dezvolta un gripper robotic moale

Inginerii de la Universitatea din Georgia au urmat modelul în creștere de a se inspira din natură pentru a dezvolta robotică. În timp ce de obicei se inspiră din caracteristicile animalelor din natură, cum ar fi brațele octopodului, în acest caz, echipa a căutat să se inspire din fasolea de sus pentru a dezvolta un gripper robotic moale.

Cele mai inspiraționale caracteristici ale fasolei de sus și ale altor plante încârligate pentru cercetători au fost lăstarii lor sensibili la atingere, care sunt folosiți pentru a se înfășura în jurul suporturilor. Robotul dezvoltat de echipa UGA poate să se comporte într-un mod similar, apucând ferm, dar delicat, obiecte cu diametrul de până la un milimetru.

Mable Fok este profesor asociat și autorul principal al studiului.

“Am încercat diferite proiecte, dar nu am fost mulțumiți de rezultate, apoi mi-am amintit de fasolea de sus pe care am crescut-o în grădina noastră cu câțiva ani în urmă”, a spus Fok. “Această plantă poate să se țină de alte plante sau de frânghie atât de strâns. Așa că, am făcut o cercetare despre plantele încârligate și am crezut că este un proiect bun din natură pentru a-l explora.”

Noul studiu a fost publicat în revista Optics Express.

Echipa a inclus, de asemenea, Mei Yang și Ning Liu, candidați pentru doctorat în inginerie; Liam Paul Cooper, care este student la inginerie de sisteme computerizate; și Xianqiao Wang, profesor asociat la Facultatea de Inginerie. 

“Acțiunea noastră de încârligare necesită doar un singur control pneumatic, ceea ce simplifică foarte mult funcționarea sa prin eliminarea necesității de coordonare complexă între multiple controale pneumatice”, a continuat Fok. “Deoarece folosim o mișcare de încârligare unică, gripperul robotic moale funcționează bine în spații închise și are nevoie doar de un spațiu de funcționare mic.”

Dispozitivul Robotic

Un alt aspect unic al dispozitivului UGA este un senzor încorporat care oferă feedback critic în timp real, ceea ce îl plasează înaintea altor roboți de pe piață.

“Am încorporat un senzor optic în mijlocul spinării elastice a robotului, care poate să detecteze unghiul de încârligare, parametrii fizici ai țintei și orice perturbări externe care ar putea determina ținta să se desprindă”, a spus Fok.

Gripperul robotic moale are o lungime de aproximativ trei inci și jumătate și este construit din siliciu. Cercetătorii cred că ar putea fi aplicat în sectoare cum ar fi agricultură, medicină și cercetare. Aplicații specifice includ ambalarea produselor agricole, cum ar fi plante delicate, robotică chirurgicală și manipularea probelor de cercetare în tuburi de sticlă.

Studiul a demonstrat eficacitatea gripperului robotic moale atunci când apucă obiecte cum ar fi creioane și pensule. A fost capabil să funcționeze cu un obiect atât de mic ca un fir subțire pe o agrafă dreaptă. Pe lângă faptul că este eficient, dispozitivul are o repeatabilitate excelentă, o precizie ridicată a încârligării și o detectare precisă a perturbărilor externe.

Echipa va lucra acum la îmbunătățirea controlului de feedback automat, pe care îl vor furniza citirile senzorului optic. De asemenea, vor căuta să miniaturizeze proiectul, făcându-l mai aplicabil ca dispozitiv biomedical.

“Acest robot moale încârligat, cu senzorul său optic încorporat, reprezintă o piatră de temelie pentru un robot moale mai cuprinzător. Având un proiect și un control mai simplu este, cu siguranță, un avantaj”, a spus Fok.