Інженери малюють натуральними засобами для розробки м’якого робототехнічного захоплення

Інженери з Університету Джорджії слідують постійно зростаючій тенденції до використання натуральних засобів для розробки робототехніки. Хоча часто це ознаки тварин у природі, наприклад, руки октопуса, цього разу команда звернулася до бобових рослин для розробки м’якого робототехнічного захоплення.

Найбільш надихаючими особливостями бобових рослин і інших рослин з двійним ростом для дослідників були їх чутливі до дотику пагони, які використовуються для обгортання опор. Робот, розроблений командою Університету Джорджії, може поводитися подібним чином, міцно, але ніжно захоплюючи об’єкти діаметром до одного міліметра.

Мейбл Фок – асоційований професор і головний автор дослідження.

“Ми пробували різні конструкції, але не були задоволені результатами, тоді я згадав бобові рослини, які я виростив у нашому саду кілька років тому”, – сказав Фок. “Ця рослина може так міцно триматися за інші рослини або мотузку. Тому я провів деякі дослідження двійних рослин і подумав, що це добра конструкція з природи для нас, щоб дослідити її.”

Нове дослідження було опубліковано в журналі Optics Express.

У команду також входили Мей Ян і Нін Ліу, аспіранти інженерії; Ліам Пол Купер, який вивчає комп’ютерні системи інженерії; і Сяньцяо Ван, асоційований професор у Коледжі інженерії. 

“Наш робот має двійний рух, який вимагає лише одного пневматичного контролю, що значно спрощує його роботу, виключивши необхідність складної координації між кількома пневматичними контролями”, – продовжила Фок. “Оскільки ми використовуємо унікальний двійний рух, м’яке робототехнічне захоплення працює добре в обмежених просторах і потребує лише малого робочого простору.”

Робототехнічний пристрій

Іншою унікальною особливістю пристрою Університету Джорджії є вбудований сенсор, який забезпечує критичну реальну зворотню зв’язок, що ставить його попереду інших робототехнічних пристроїв на ринку.

“Ми вбудували волоконно-оптичний сенсор у середину спини робота, який може відчувати кут двійного руху, фізичні параметри цілі, і будь-які зовнішні порушення, які можуть викликати звільнення цілі”, – сказала Фок.

М’яке робототехнічне захоплення трохи більше трьох дюймів у довжину і складається з силікону. Дослідники вважають, що воно може бути застосовано в галузях, таких як сільське господарство, медицина та дослідження. Конкретні застосування включають упаковку сільськогосподарських продуктів, таких як рослини, які є делікатними, хірургічну робототехніку та обробку дослідницьких зразків у скляних трубках.

Дослідження продемонструвало ефективність м’якого робототехнічного захоплення при захопленні об’єктів, таких як олівці та пензлі. Воно було能够 працювати з об’єктом, таким малим, як тонкий дріт на прямій скобці. Окрім ефективності, пристрій має відмінну повторюваність, високу точність двійного руху та точне виявлення зовнішніх порушень.

Команда тепер буде працювати над покращенням автоматичного контролю зворотньої зв’язку, який волоконно-оптичні сенсорні дані нададуть уявлення про нього. Вони також будуть намагатися мініатюризувати конструкцію, роблячи її більш придатною для біомедичного пристрою.

“Цей двійний м’який робот з вбудованим волоконно-оптичним сенсором утворює будівельний блок для більш повного м’якого робота. Мати простішу конструкцію і контроль є безумовно перевагою”, – сказала Фок.