Mühendisler Nintendo Oynayabilen Yumuşak Robotik El Geliştirdiler

Maryland Üniversitesi’ndeki araştırmacılar ve mühendisler, Nintendo’nun Super Mario Bros.’u oynayabilen 3D yazıcıyla üretilmiş bir yumuşak robotik el yarattılar.

Yumuşak robotik ellerin çevikliğinde müthiş bir ilerleme olan araştırma, Science Advances dergisinde sunuldu.

Yumuşak robotik alanına odaklanan araştırmalar, su veya hava ile çalışan esnek ve şişirilebilir robotları içerir, geleneksel robotlar ise elektrikle çalışır. Yumuşak robotiklere olan ilgi, güvenlikleri ve uyarlanabilirlikleri nedeniyle artmıştır, bu da genellikle protezler ve tıbbi cihazlar için kullanılmasına yol açmıştır. Ancak yeni araştırmaya kadar, robotların bükülmesini ve hareket etmesini sağlayan sıvıları kontrol etmek zordu.

Araştırma ekibine, Maryland Üniversitesi mekanik mühendisliği yardımcı profesörü Ryan D. Sochol liderlik etti. Ekibin büyük bir atılıma imza attığı nokta, tamamen monte edilmiş yumuşak robotları ve entegre sıvı devrelerini tek bir adımda 3D yazıcıyla üretebilmeleriydi.

Joshua Hubbard, ilk ortak yazar.

“Önceden, bir yumuşak robotik elin her parmağı genellikle kendi kontrol hattına ihtiyaç duyardı, bu da taşınabilirliği ve kullanışlılığı sınırlayabilirdi” diye açıklıyor Hubbard. “Ancak yumuşak robotik eli entegre sıvı transistörlerimizle 3D yazıcıyla üreterek, sadece bir basınç girişiyle Nintendo oynayabiliyor.”

Resim: Maryland Üniversitesi

Robotu Demonstre Etmek

Ekibin, yumuşak robotik eli, tek bir kontrol basıncına tepki verebilecek şekilde tasarlanmış bir entegre sıvı devresi ile çalıştırdı. Düşük basınç uygulayarak, ekibin Mario’nun yürümesini sağlayabildiği ilk parmağı Nintendo kontrolcüye bastırdı. Yüksek basınç uygulayarak, Mario zıplıyordu.

El, otomatik olarak açma/kapama, düşük, orta ve yüksek basınçlar arasında geçiş yapan bir programı çalıştırdı ve Nintendo kontrolcüye başarılı bir şekilde operasyon gerçekleştirdi ve oyunun ilk seviyesini 90 saniyeden kısa sürede tamamladı.

Ruben Acevedo, yakın zamanda doktora mezunu ve çalışmanın ilk ortak yazarı.

“Son zamanlarda, birkaç grup, sıvı devrelerini yumuşak robotların otonomluğunu artırmak için kullanmaya çalıştı” dedi Acevedo, “ancak sıvı devrelerini robotlarla inşa etmek ve entegre etmek için kullanılan yöntemler, günler veya haftalar sürebilir ve yüksek düzeyde manuel emek ve teknik beceri gerektirir.”

3D Yazıcı

Ekibin “PolyJet 3D Yazıcı”yı kullandığı görüldü, bu, birbiri üzerine yığılmış çok katmanlı çoklu malzeme ‘mürekkepleri’ içerir.

Kristen Edwards, çalışmanın ortak yazarı.

“Araştırmacılar, bir 3D yazıcının başlangıcını bastıktan ve küçük bir emek harcadıktan sonra, bir gün içinde, tüm yumuşak robotları – tüm yumuşak aktüatörleri, sıvı devre elemanları ve vücut özelliklerini – kullanmaya hazır olarak üretebiliyorlar” dedi Edwards.

Mario’yu seçmek, sadece eğlenceye dayalı bir karar değildi, aslında elin çevikliğini ölçmek için doğru bir yol olarak hizmet etti. Video oyununun zamanlaması ve seviye yapısı zaten kurulmuştu ve tek bir hata oyunu sonlandırıyordu. Bu, robota yeni bir değerlendirme yolu sağladı.

Diğer Araştırma İlerlemeleri ve Açık Erişim

Araştırma ekibinin makalesi, ayrıca terrapin kaplumbağasından esinlenen yumuşak robotları da detaylandırıyor, bunlar UMD’nin Terrapin Works 3D Yazıcı Merkezi’nde basıldı.

Ekibin stratejisi açık kaynaklı ve makale herkesin okuyabileceği şekilde açık erişimdedir. Ekibin, ek materyallerini bir GitHub’a bağladığı ve tüm elektronik tasarım dosyalarını içerdiği görüldü.

“Tüm tasarım dosyalarımızı serbestçe paylaşıyoruz, böylece herkes kolayca indirebilir, talep üzerine değiştirebilir ve 3D yazıcıyla basabilir – ya kendi yazıcıları ile ya da bizim gibi bir yazdırma hizmeti ile – çalışmamızdaki tüm yumuşak robotları ve sıvı devre elemanlarını” dedi Sochol. “Umarız ki bu açık kaynaklı 3D yazıcı stratejisi, yumuşak robotların ve entegre sıvı devrelerinin erişilebilirliğini, dağıtımını, yeniden üretilebilirliğini ve benimsemesini genişletecek ve bu alanda ilerlemeyi hızlandıracaktır.”

Ekibin şimdi, tekniklerinin rehabilitasyon cihazları, cerrahi aletler ve özelleştirilebilir protezler gibi biyomedikal uygulamalar için nasıl kullanılabileceğini araştırması gerekiyor.