การปฏิวัติโรบอทิกส์: ตัวจับ 3D ที่พิมพ์โดยไม่ต้องใช้อิเล็กทรอนิกส์

ในขั้นตอนสำคัญสำหรับโรบอทิกส์ ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโก (UCSD) ร่วมกับนักวิจัยจากบริษัท BASF ได้พัฒนา ตัวจับโรบอท 3D ที่พิมพ์ ที่ทำงานโดยไม่ต้องใช้อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์นวัตกรรมนี้สามารถจับ หยิบ และปล่อยวัตถุ และเป็นหลักฐานของศักยภาพของการพิมพ์ 3D ในสาขาโรบอทิกส์

ยุคใหม่ของโรบอทิกส์ที่ใช้สัมผัส

ตัวจับโรบอทที่พิมพ์เป็นชิ้นเดียวมีเซ็นเซอร์แรงโน้มถ่วงและสัมผัสที่ติดตั้งมาจากโรงงาน การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้ตัวจับสามารถโต้ตอบกับวัตถุได้โดยอาศัยสัมผัสเท่านั้น ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ไม่มีอยู่ก่อนหน้านี้ “เราได้ออกแบบฟังก์ชันเพื่อให้ตัวจับสามารถจับและปล่อยวัตถุได้เมื่อสัมผัส” ยิเชน จái ผู้วิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการโรบอทิกส์และการออกแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ tại UCSD

ตัวจับใช้ตรรกะของไฮดรอลิกเพื่อจำได้ว่าเมื่อจับวัตถุและถือมันไว้ เมื่อมันตรวจจับถึงน้ำหนักของวัตถุที่ดันไปทางด้านข้าง เมื่อหมุนไปที่แนวนอน มันจะปล่อยวัตถุ การใช้สัมผัสในการจัดการวัตถุนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจากระบบโรบอทแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาการรับข้อมูลจากภาพ

การประยุกต์ใช้ของตัวจับ 3D ที่พิมพ์

ตัวจับ 3D ที่พิมพ์มีศักยภาพที่จะใช้ได้ในหลาย ๆ ด้าน สามารถติดตั้งบนแขนโรบอทสำหรับการผลิตอุตสาหกรรม การผลิตอาหาร และการจัดการผลไม้และผัก นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งบนโรบอทสำหรับการวิจัยและการสำรวจได้ นอกจากนี้ยังสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อ โดยใช้ขวดก๊าซความดันสูงเป็นแหล่งพลังงานเพียงอย่างเดียว

ทีมงานได้ 克服ความท้าทายทั่วไปในการพิมพ์โรบอทแบบอ่อน เช่น ความแข็งและรั่ว โดยการพัฒนาเทคนิคการพิมพ์ 3D ใหม่ เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของหัวพิมพ์ที่ติดตามเส้นทางที่ต่อเนื่องกันตลอดรูปแบบของแต่ละชั้นที่พิมพ์ ทำให้ความน่าจะเป็นของรั่วและข้อบกพร่องในงานพิมพ์ลดลง “มันเหมือนกับการวาดรูปโดยไม่เคยยกดินสอออกจากกระดาษ” ไมเคิล ที โทลีย์ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ UCSD

การพัฒนาครั้งนี้เป็นหลักฐานของศักยภาพของการพิมพ์ 3D ในการปฏิวัติสาขาโรบอทิกส์ โดยการกำจัดความจำเป็นในการใช้อิเล็กทรอนิกส์ ทีมงานที่ UCSD ได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ สำหรับการออกแบบและฟังก์ชันของระบบโรบอท

อนาคตของโรบอทิกส์ที่พิมพ์ 3D

การเข้าถึงนวัตกรรมของทีมในการพิมพ์ 3D ได้ทำให้เกิดการสร้างโครงสร้างที่อ่อนกว่าโดยรวม วิธีการใหม่นี้ทำให้สามารถพิมพ์ผนังบางได้ถึง 0.5 มิลลิเมตร และรูปทรงโค้งซับซ้อน ทำให้สามารถเปลี่ยนรูปได้ในระดับที่สูงขึ้น นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการตามแนวคิดของ Eulerian path ซึ่งเป็นแนวคิดในทฤษฎีกราฟที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสทุกด้านของกราฟหนึ่งครั้งและเพียงครั้งเดียว “เมื่อเราติดตามกฎเหล่านี้ เราสามารถพิมพ์โรบอทอ่อนที่มีวงจรควบคุมที่ฝังตัวอย่างต่อเนื่อง” โทลีย์กล่าว

การพัฒนาตัวจับ 3D ที่พิมพ์นี้เป็นขั้นตอนสำคัญในสนามโรบอทิกส์ โดยการกำจัดความจำเป็นในการใช้อิเล็กทรอนิกส์ ทีมงานได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ สำหรับการออกแบบและฟังก์ชันของระบบโรบอท การใช้สัมผัสในการจัดการวัตถุนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจากระบบโรบอทแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาการรับข้อมูลจากภาพ

ในอนาคต เราสามารถคาดหวังว่าจะมีการพัฒนามากขึ้นในด้านนี้ โดยมีการพิมพ์ 3D มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาระบบโรบอทที่มีนวัตกรรมและคุ้มค่า ทีมงานที่ UCSD ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการพิมพ์ 3D ในการปฏิวัติสาขาโรบอทิกส์