Инженеры разработали мягкую роботизированную руку, способную играть в Nintendo

Исследователи и инженеры Университета Мэриленда создали 3D-печатную мягкую роботизированную руку, способную играть в Super Mario Bros. от Nintendo.

Эта невероятная разработка в области ловкости роботизированных рук была представлена в Science Advances.

Область мягкой робототехники фокусируется на гибких и надувных роботах, которые работают на воде или воздухе, в то время как традиционные роботы работают на электричестве. Возрос интерес к мягкой робототехнике из-за ее безопасности и адаптивности, что привело к ее широкому использованию в протезах и медицинских устройствах. Однако до недавнего исследования было трудно контролировать жидкости, которые позволяют роботам сгибаться и двигаться.

Руководителем исследовательской группы был ассистент профессора механической инженерии Университета Мэриленда Райан Д. Сочол. Большой прорыв команды произошел, когда они смогли 3D-печатать полностью собранные мягкие роботы с интегрированными жидкостными контурами, и все это было сделано в один шаг.

Джошуа Хаббард является соавтором первой статьи.

“Ранее каждому пальцу мягкой роботизированной руки обычно требовалась своя линия управления, что ограничивало портативность и полезность”, объясняет Хаббард. “Но благодаря 3D-печати мягкой роботизированной руки с нашими интегрированными жидкостными транзисторами она может играть в Nintendo на основе только одного давления.”

Изображение: Университет Мэриленда

Демонстрация робота

Команда продемонстрировала мягкую роботизированную руку, разработав интегрированный жидкостный контур, который позволил ей работать в ответ на одно давление управления. Применяя низкое давление, команда могла заставить первый палец нажать на контроллер Nintendo, чтобы Марио шел. Применяя высокое давление, Марио прыгал.

Рука полагалась на запрограммированную программу, которая автономно переключалась между выключением, низким, средним и высоким давлением, и она смогла успешно управлять контроллером Nintendo и завершить первый уровень игры менее чем за 90 секунд.

Рубен Асеведо – недавний выпускник аспирантуры и соавтор исследования.

“Недавно несколько групп пытались использовать жидкостные контуры для повышения автономности мягких роботов”, сказал Асеведо, “но методы построения и интеграции этих жидкостных контуров с роботами могут занять несколько дней или недель, с высоким уровнем ручного труда и технических навыков.”

3D-печать

Команда использовала “PolyJet 3D-печать”, которая имеет много слоев многокомпонентных “чернил”, сложенных друг на друга в 3D.

Кристен Эдвардс – соавтор исследования.

“В течение дня и с минимальным трудом исследователи теперь могут перейти от начала 3D-печати к получению готовых мягких роботов – включая все мягкие актуаторы, элементы жидкостных контуров и особенности конструкции – готовых к использованию”, сказала Эдвардс

Выбор Марио не был только решением, основанным на веселье, но он также служил точным способом измерения ловкости руки. Временная структура и состав уровня игры уже установлены, и одна ошибка может закончить игру. Это предоставило новый способ оценки робота.

Другие исследования и открытый доступ

Исследовательская работа команды также описала мягкие роботы, вдохновленные черепахой, которые были все напечатаны в 3D-печатном хабе Terrapin Works Университета Мэриленда.

Стратегия команды также является открытым исходным кодом, и статья имеет открытый доступ для всех, кто хочет ее прочитать. Команда также связала свои дополнительные материалы с GitHub, и они включают все электронные файлы проектирования.

“Мы свободно делимся всеми нашими файлами проектирования, чтобы любой мог легко скачать, изменить по требованию и напечатать на 3D-принтере – либо на своем собственном принтере, либо через печатную службу, как мы, – все мягкие роботы и элементы жидкостных контуров из нашей работы”, сказал Сочол. “Мы надеемся, что эта стратегия 3D-печати с открытым исходным кодом расширит доступность, распространение, воспроизводимость и принятие мягких роботов с интегрированными жидкостными контурами и, таким образом, ускорит развитие в этой области.”

Команда теперь изучает, как их метод может быть использован для биомедицинских применений, таких как реабилитационные устройства, хирургические инструменты и настраиваемые протезы.