Robotics
Các kỹ sư phát triển bàn tay robot mềm có khả năng chơi Nintendo
Các nhà nghiên cứu và kỹ sư tại Đại học Maryland đã tạo ra một bàn tay robot mềm in 3D có thể chơi Super Mario Bros của Nintendo.
Trong một tiến bộ đáng kinh ngạc về sự nhanh nhẹn của bàn tay robot, nghiên cứu đã được trình bày trong Những tiến bộ khoa học.
Lĩnh vực robot mềm tập trung vào các robot linh hoạt và bơm hơi được cung cấp năng lượng bằng nước hoặc không khí, trong khi các robot truyền thống được cung cấp năng lượng bằng điện. Người ta ngày càng quan tâm đến robot mềm do tính an toàn và khả năng thích ứng của chúng, dẫn đến việc chúng thường được sử dụng cho các bộ phận giả và thiết bị y tế. Tuy nhiên, cho đến khi có nghiên cứu mới, rất khó để kiểm soát chất lỏng giúp robot uốn cong và di chuyển.
Nhóm nghiên cứu do trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí Ryan D. Sochol của Đại học Maryland dẫn đầu. Bước đột phá lớn của nhóm đã đến khi họ có thể in 3D rô bốt mềm được lắp ráp hoàn chỉnh với các mạch chất lỏng tích hợp và tất cả điều này có thể được thực hiện trong một bước duy nhất.
Joshua Hubbard là đồng tác giả đầu tiên.
Hubbard giải thích: “Trước đây, mỗi ngón tay của bàn tay rô-bốt mềm thường cần có đường điều khiển riêng, điều này có thể hạn chế tính di động và tính hữu dụng. “Nhưng bằng cách in 3D bàn tay robot mềm với các bóng bán dẫn chất lỏng tích hợp của chúng tôi, nó có thể chơi Nintendo chỉ dựa trên một đầu vào áp suất.”
Hình ảnh: Đại học Maryland
Trình diễn Robot
Nhóm đã trình diễn bàn tay rô-bốt mềm bằng cách thiết kế một mạch chất lỏng tích hợp cho phép nó hoạt động theo một áp suất điều khiển duy nhất. Bằng cách tạo áp suất thấp, nhóm có thể khiến ngón tay đầu tiên ấn vào bộ điều khiển Nintendo để khiến Mario bước đi. Bằng cách áp dụng áp lực cao, Mario sẽ nhảy.
Bàn tay này dựa vào một chương trình được thiết lập tự động chuyển đổi giữa áp suất tắt, thấp, trung bình và cao, và nó có thể vận hành thành công bộ điều khiển Nintendo và hoàn thành cấp độ đầu tiên của trò chơi trong vòng chưa đầy 90 giây.
Ruben Acevedo là tiến sĩ gần đây. tốt nghiệp và đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu.
Acevedo cho biết: “Gần đây, một số nhóm đã cố gắng khai thác các mạch chất lỏng để tăng cường tính tự chủ của rô bốt mềm, nhưng các phương pháp xây dựng và tích hợp các mạch chất lỏng đó với rô bốt có thể mất vài ngày đến vài tuần, với mức độ lao động thủ công cao. và kỹ năng kỹ thuật.”
In ấn 3D
Nhóm đã dựa vào “In 3D PolyJet”, có nhiều lớp 'mực' đa vật liệu xếp chồng lên nhau trong không gian 3D.
Kristen Edwards là đồng tác giả của nghiên cứu.
“Trong khoảng thời gian một ngày và với lao động nhỏ, giờ đây các nhà nghiên cứu có thể bắt đầu từ việc nhấn nút khởi động máy in 3D để có rô-bốt mềm hoàn chỉnh — bao gồm tất cả các bộ truyền động mềm, các thành phần mạch chất lỏng và các tính năng cơ thể — sẵn sàng sử dụng,” cho biết Edwards
Việc chọn Mario không chỉ là một quyết định dựa trên niềm vui, mà nó thực sự là một cách chính xác để đo lường sự nhanh nhẹn của tay. Cấu trúc cấp độ và thời gian của trò chơi điện tử đã được thiết lập sẵn, chỉ cần một lỗi duy nhất là kết thúc trò chơi. Điều này cung cấp một cách mới để đánh giá robot.
Các Tiến bộ Nghiên cứu khác và Truy cập Mở
Bài báo nghiên cứu của nhóm cũng trình bày chi tiết về các robot mềm lấy cảm hứng từ rùa terrapin, tất cả đều được in tại Trung tâm in 3D Terrapin Works của UMD.
Chiến lược của nhóm cũng là mã nguồn mở và bài báo là quyền truy cập mở cho bất kỳ ai có thể đọc. Nhóm cũng đã liên kết các tài liệu bổ sung của họ với GitHub và nó bao gồm tất cả các tệp thiết kế điện tử.
“Chúng tôi chia sẻ miễn phí tất cả các tệp thiết kế của mình để bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng tải xuống, sửa đổi theo yêu cầu và in 3D — cho dù bằng máy in của riêng họ hay thông qua dịch vụ in ấn như chúng tôi — tất cả rô-bốt mềm và các thành phần mạch chất lỏng từ công việc của chúng tôi , Sochol nói. “Chúng tôi hy vọng rằng chiến lược in 3D mã nguồn mở này sẽ mở rộng khả năng tiếp cận, phổ biến, khả năng tái sản xuất và áp dụng rô-bốt mềm với các mạch chất lỏng tích hợp, đồng thời đẩy nhanh tiến bộ trong lĩnh vực này.”
Nhóm hiện đang xem xét kỹ thuật của họ có thể được sử dụng như thế nào cho các ứng dụng y sinh như thiết bị phục hồi chức năng, dụng cụ phẫu thuật và các bộ phận giả có thể tùy chỉnh.
