Mühendisler Yumuşak Robotik Kavrayıcı Geliştirmek için Doğadan Esinlendiler

Georgia Üniversitesi’nden mühendisler, robotik geliştirmek için doğadan esinlenme şeklindeki her zaman artan örüntüyü takip ettiler. Genellikle doğadaki hayvan özellikleri gibi ahtapot kolları olsa da, bu örnekte ekip, yumuşak bir robotik kavrayıcı geliştirmek için fasulye bitkilerine baktı.

Araştırmacılar için fasulye ve diğer sarma bitkilerin en ilham verici özellikleri, desteklere sarılmak için kullanılan dokunma duyarlı filizleriydi. UGA ekibi tarafından geliştirilen robot, benzer şekilde davranabilir, bir milimetre çapa kadar olan nesneleri güçlü ancak nazik bir şekilde kavrayabilir.

Mable Fok, yardımcı profesör ve çalışmanın baş yazarıdır.

“Farklı tasarımlar denedik ancak sonuçlardan memnun değiliz, sonra birkaç yıl önce bahçemde yetiştirdiğim fasulyeleri hatırladım” dedi Fok. “Bu bitki, diğer bitkileri veya halatları çok sıkı bir şekilde tutabilir. Bu nedenle, sarma bitkiler üzerine bazı araştırmalar yaptım ve doğadan keşfetmemiz için iyi bir tasarım olduğunu düşündüm.”

Yeni çalışma, Optics Express dergisinde yayımlandı.

Ekibe ayrıca mühendislik alanında doktora adayları Mei Yang ve Ning Liu, bilgisayar sistemleri mühendisliği okuyan lisans öğrencisi Liam Paul Cooper ve mühendislik kolejinde yardımcı profesör Xianqiao Wang dahildir. 

“Robotumuzun sarma hareketi yalnızca tek bir pnömatik kontrol gerektirir, bu da operasyonunu, birden fazla pnömatik kontrol arasındaki karmaşık koordinasyonu ortadan kaldırarak büyük ölçüde basitleştirir” dedi Fok. “Benzersiz bir sarma hareketi kullandığımız için, yumuşak robotik kavrayıcı, dar alanlarda iyi çalışır ve küçük bir operasyon alanı gerektirir.”

Robotic Cihaz

UGA cihazının bir diğer benzersiz yönü, kritik gerçek zamanlı geri bildirimi sağlayan gömülü bir sensördür, bu da onu piyasada bulunan diğer robotiklerden ayırmaktadır.

“Robotun esnek omurgasının ortasına, sarma açısını, hedefin fiziksel parametrelerini ve hedefi gevşetebilecek dış müdahaleleri algılayabilen bir fiber optik sensör gömdük” dedi Fok.

Yumuşak robotik kavrayıcı slightly üç inç uzunluğundadır ve silikondan yapılmıştır. Araştırmacılar, bunun tarım, tıp ve araştırma gibi sektörlerde uygulanabileceğine inanıyorlar. Belirli uygulamalar arasında, nazik bitkiler gibi hassas tarım ürünlerinin paketlenmesi, cerrahi robotik ve cam tüplerdeki araştırma örneklerinin işlenmesi yer alıyor.

Çalışma, yumuşak robotik kavrayıcının kalemler ve boyalar gibi nesneleri kavrayıcılığında etkinliğini gösterdi. Bir straightened kağıt kıyma üzerindeki ince bir tel gibi küçük bir nesneyi çalıştırabildi. Etkili olmasının yanı sıra, cihaz mükemmel tekrar edilebilirlik, yüksek sarma doğruluğu ve precisa dış müdahale algılama özelliğine sahiptir.

Ekibin şimdi çalışacağı şeyler, fiber optik sensör okumalarının sağladığı içgörüyü sağlayarak otomatik geri bildirim kontrolünü geliştirmek ve tasarımı küçültmek, böylece daha çok bir biyomedikal cihaz olarak uygulanabilir hale getirmektir.

“Bu sarma yumuşak robot, gömülü fiber optik sensörüyle daha kapsamlı bir yumuşak robot için bir yapı taşı oluşturur. Daha basit bir tasarım ve kontrol kesinlikle bir avantajdır” dedi Fok.