Revolutionerar robotteknik: En 3D-skrivare som fungerar utan elektronik

I ett betydande steg framåt för robotteknik har en grupp ingenjörer vid University of California San Diego (UCSD), i samarbete med forskare vid BASF-koncernen, utvecklat en 3D-skrivare som opererar utan behov av elektronik. Denna innovativa enhet, som kan plocka upp, hålla och släppa föremål, är ett bevis på potentialen för 3D-skrivning inom robotteknik.

En ny era av beröringsbaserad robotteknik

Den robotiska gripen, som skrivs ut i ett enda steg, är utrustad med inbyggda gravitations- och beröringssensorer. Denna unika design gör att gripen kan interagera med föremål baserat enbart på beröring, en funktion som inte fanns tidigare. “Vi utformade funktioner så att en serie ventiler skulle tillåta gripen att gripa och släppa vid rätt tidpunkt”, sa Yichen Zhai, en postdoktorand i Bioinspired Robotics and Design Lab vid UCSD.

Gripen använder fluidisk logik för att komma ihåg när den har gripit ett föremål och håller fast det. När den upptäcker föremålets vikt som trycker åt sidan, när den roterar till horisontal läge, släpper den föremålet. Denna beröringsbaserade metod för föremålsmanipulering markerar en betydande avvikelse från traditionella robotiska system som förlitar sig tungt på visuell inmatning.

De potentiella tillämpningarna av den 3D-skrivna gripen

Den 3D-skrivna gripen har enorm potential för olika tillämpningar. Den kan monteras på en robotarm för industriell tillverkning, livsmedelsproduktion och hantering av frukter och grönsaker. Den kan också monteras på en robot för forsknings- och utforskningsuppgifter. Dessutom kan den fungera utan kablar, med en flaska högtrycksgas som enda kraftkälla.

Teamet övervann de vanliga utmaningarna som är förknippade med 3D-skrivning av mjuka robotar, såsom styvhet och läckage, genom att utveckla en ny 3D-skrivningsmetod. Denna metod innebär att skrivhuvudet följer en kontinuerlig bana genom hela mönstret på varje skriven skikt, vilket minskar sannolikheten för läckage och defekter i den skrivna delen. “Det är som att rita en bild utan att någonsin lyfta pennan från pappret”, sa Michael T. Tolley, en biträdande professor vid UCSD.

Denna utveckling är ett bevis på potentialen för 3D-skrivning inom robotteknik. Genom att eliminera behovet av elektronik har teamet vid UCSD öppnat upp nya möjligheter för design och funktion av robotiska system.

Framtiden för 3D-skriven robotteknik

Teamets innovativa tillvägagångssätt för 3D-skrivning har möjliggjort skapandet av en mjukare struktur överlag. Den nya metoden möjliggör skrivning av tunna väggar, ner till 0,5 millimeters tjocklek, och komplexa, krökta former, vilket tillåter en högre grad av deformation. Forskarna baserade sin metod på Euler-vägen, ett begrepp inom grafteori som innebär att röra vid varje kant i en graf en gång och endast en gång. “När vi följde dessa regler kunde vi konsekvent skriva fungerande pneumatiska mjuka robotar med inbäddade styrsystem”, sa Tolley.

Utvecklingen av denna 3D-skrivna grip är ett betydande steg framåt inom robotteknik. Genom att eliminera behovet av elektronik har teamet öppnat upp nya möjligheter för design och funktion av robotiska system. Den beröringsbaserade metoden för föremålsmanipulering markerar en betydande avvikelse från traditionella robotiska system som förlitar sig tungt på visuell inmatning.

I framtiden kan vi förvänta oss att se fler framsteg inom detta område, med 3D-skrivning som spelar en avgörande roll i utvecklingen av innovativa och kostnadseffektiva robotiska system. Teamets arbete vid UCSD fungerar som ett bevis på potentialen för 3D-skrivning inom robotteknik.