Fyrbent Robot Fungerar Utan Elektronik

I ett av de senaste framstegen inom robotikområdet har en grupp ingenjörer vid University of San Diego utvecklat en fyrbent mjuk robot som kan fungera utan någon elektronik. Istället förlitar den sig på tryckluft för alla sina kontroll- och lokomotionssystem.

Michael T. Tollet, professor i maskinteknik vid Jacobs School of Engineering vid UC San Diego, ledde teamet och dess forskning. Det publicerades i Science Robotics den 17 februari.

Tollet var tillsammans med Dylan Drotman, en doktorand i forskargruppen och första författare till artikeln.

“Detta arbete representerar ett grundläggande men betydande steg mot fullt autonoma, elektronikfria gångrobotar,” sa Drotman.

Roboten

Den stora skillnaden mellan den nyligen utvecklade roboten och befintliga mjuka robotar är att de senare, även om de också drivs av tryckluft, förlitar sig på elektroniska kretsar. På grund av detta finns det många komplexa komponenter inblandade, som kretskort, ventiler och pumpar som är placerade utanför robotens kropp. De elektroniska komponenterna är avgörande för roboten, som fungerar som hjärna och nervsystem, och på grund av deras betydelse är de ofta dyra och tar upp mycket utrymme.

Den nyligen utvecklade roboten av UC San Diego-teamet förlitar sig istället på ett lätt och billigt system av pneumatiska kretsar. Systemet består av rör och mjuka ventiler, som är placerade på själva roboten. Med systemet kan den svara på signaler från miljön och gå på kommando.

“Med vår metod kan man skapa ett mycket komplext robot-hjärna,” sa Tolley. “Vårt fokus här var att skapa det enklaste luftdrivna nervsystem som behövs för att kontrollera gång.”

https://www.youtube.com/watch?v=X5caSAb4kz0&feature=emb_logo

Fyra Ben, Tre Grader av Frihet Var

Roboten har luftdrivna muskler i sina fyra lemmar, där tryckluft kontrollerad av ventiler kommer in. Den består också av mekaniska sensorer i form av mjuka bubblor fyllda med vätska placerade på kroppen. Omvänd riktning kan uppnås i roboten när bubblorna trycks ned, vilket resulterar i att vätskan vänder en ventil i roboten.

Roboten har fyra ben, med tre grader av frihet och tre muskler. De består av tre parallella, anslutna pneumatiska cylindrar med bälgen, och benen är vinklade nedåt 45 grader.

Lemmens leder kan böjas i motsatt riktning när en kammare är tryckluft, vilket innebär att var och en har multi-axelböjning som möjliggör gång. Med en mjuk ventil kan rotationsriktningen för lemarna växlas mellan med- och moturs.

Forskarna kommer nu att undersöka möjligheten att använda roboten på naturlig terräng och ojämn yta, vilket kräver ett mer komplext nätverk av sensorer och pneumatiskt system.