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 inanılmaz bir ilerleme olan bu araştırma, Science Advances dergisinde yayımlandı.

Yumuşak robotik alanına odaklanan araştırma, su veya hava ile çalışan esnek ve şişirilebilir robotları kapsar, geleneksel robotlar ise elektrikle çalışır. Yumuşak robotiklere ilgi artmıştır, çünkü onlar daha güvenli ve uyumlu olup, genellikle protezler ve tıbbi cihazlar için kullanılır. Ancak, yeni araştırmaya kadar, robotların bükülmesini ve hareket etmesini sağlayan sıvıları kontrol etmek zordu.

Araştırma ekibinin başında Maryland Üniversitesi mekanik mühendisliği yardımcı profesörü Ryan D. Sochol yer aldı. Ekibin büyük bir atılımda bulunması, tamamen monte edilmiş yumuşak robotları ve entegre sıvı devrelerini tek adımda 3D yazıcıyla üretmeleriyle mümkün oldu.

Joshua Hubbard ortak ilk yazar.

“Önceden, bir yumuşak robotik elin her parmağı genellikle kendi kontrol hattına ihtiyaç duyuyordu, bu da taşınabilirliği ve işlevselliği sınırlıyordu” diye açıklıyor Hubbard. “Ancak, yumuşak robotik eli entegre sıvı transistörlerle 3D yazıcıyla üretmek, Nintendo’nun sadece bir basınç girişine dayanarak oynayabilmesini sağladı.”

Resim: Maryland Üniversitesi

Robotu Demonstre Etme

Ekibin, tek bir kontrol basıncına yanıt olarak çalışabilen bir entegre sıvı devresi tasarlayarak yumuşak robotik eli gösterdiği bir deney yapıldı. Düşük bir basınç uygulayarak, ilk parmağın Nintendo kontrolörüne basarak Mario’nun yürümesini sağlayabildiler. Yüksek basınç uygulayarak, Mario’nun zıplamasını sağlayabildiler.

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

Ruben Acevedo, yakın zamanda doktorasını tamamlayan ve çalışmanın ortak ilk yazarı.

“Son zamanlarda, birçok grup, yumuşak robotların otonomisini artırmak için sıvı devrelerini kullanmaya çalıştı” dedi Acevedo, “ancak, bu sıvı devrelerinin robotlarla entegre edilmesini sağlayan yöntemler, günler veya haftalar sürebilir ve yüksek bir el emeği ve teknik beceri gerektirir.”

3D Yazıcı

Ekibin, “PolyJet 3D Yazıcı”yı kullandığı bir çalışma yapıldı, bu yöntem birçok katmanlı çoklu malzeme “mürekkep” ile 3D’de üst üste bindirilir.

Kristen Edwards, çalışmanın ortak yazarı.

“Bir gün içinde ve az bir emekle, araştırmacılar artık 3D yazıcının başlangıcını çalıştırdıktan sonra, tüm yumuşak robotları, tüm yumuşak aktüatörleri, sıvı devre elemanlarını ve vücut özelliklerini içeren ve kullanıma hazır olan bir ürüne sahip olabilirler” dedi Edwards.

Mario’yu seçmek, sadece eğlenceye dayalı bir karar değildi, aynı zamanda elin çevikliğini ölçmek için doğru bir yol oldu. Video oyununun zamanlaması ve seviye yapısı zaten belliydi, tek bir hata oyunu sonlandırıyordu. Bu, robotu değerlendirmek için yeni bir yol sundu.

Diğer Araştırma İlerlemeleri ve Açık Erişim

Araştırma ekibinin makalesi, ayrıca kaplumbağa esinlenen yumuşak robotları detaylandırdı, bunlar UMD’nin Terrapin Works 3D Yazıcı Merkezi’nde basıldı.

Ekibin stratejisi açık kaynaklı ve makale herkes tarafından okunabilir. Ekibin ek materyalleri GitHub’a bağlandı ve tüm elektronik tasarım dosyalarını içeriyor.

“Tüm tasarım dosyalarımızı paylaşıyoruz, böylece herkes bunları indirebilir, gerektiğinde değiştirebilir ve 3D yazıcıyla basabilir, ya da bizim gibi bir baskı hizmeti aracılığıyla basabilir” dedi Sochol. “Umarız ki, bu açık kaynaklı 3D yazıcı stratejisi, yumuşak robotların ve sıvı devrelerinin erişilebilirliğini, yayılmasını, yeniden üretilebilirliğini ve benimsetilmesini genişletecek ve bu alanda ilerlemeyi hızlandıracaktır.”

Ekibin şimdi, bu tekniğin rehabilitasyon cihazları, cerrahi aletler ve özelleştirilebilir protezler gibi biyomedikal uygulamalar için nasıl kullanılabileceğini araştırması devam ediyor.