Cách mạng hóa người máy: Kẹp gắp in 3D hoạt động mà không cần điện tử

Trong một bước tiến đáng kể cho người máy, một nhóm kỹ sư tại Đại học California San Diego (UCSD), phối hợp với các nhà nghiên cứu tại tập đoàn BASF, đã phát triển một dụng cụ gắp robot in 3D mà hoạt động mà không cần thiết bị điện tử. Thiết bị sáng tạo này có thể nhặt, giữ và thả các vật thể, là một minh chứng cho tiềm năng của công nghệ in 3D trong lĩnh vực người máy.

Kỷ nguyên mới của người máy dựa trên cảm ứng

Bộ kẹp rô-bốt, được in trong một lần, được trang bị các cảm biến cảm ứng và trọng lực tích hợp. Thiết kế độc đáo này cho phép kẹp tương tác với các vật thể chỉ dựa trên cảm ứng, một tính năng không tồn tại trước sự phát triển này. Yichen Zhai, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm thiết kế và rô-bốt lấy cảm hứng từ sinh học tại UCSD, cho biết: “Chúng tôi đã thiết kế các chức năng sao cho một loạt van cho phép kẹp gắp vừa tiếp xúc vừa nhả ra đúng lúc.

Bộ kẹp sử dụng logic linh hoạt để ghi nhớ khi nó đã nắm và giữ một vật thể. Khi phát hiện trọng lượng của vật đẩy sang một bên, khi nó đang quay sang phương ngang, nó sẽ thả vật ra. Cách tiếp cận thao tác đối tượng dựa trên cảm ứng này đánh dấu một sự khác biệt đáng kể so với các hệ thống rô-bốt truyền thống phụ thuộc nhiều vào đầu vào trực quan.

Các ứng dụng tiềm năng của kẹp gắp in 3D

Bộ kẹp in 3D có tiềm năng to lớn cho các ứng dụng khác nhau. Nó có thể được gắn trên một cánh tay rô-bốt cho các ứng dụng sản xuất công nghiệp, sản xuất thực phẩm và xử lý trái cây và rau quả. Nó cũng có thể được gắn lên rô-bốt để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu và thăm dò. Hơn nữa, nó có thể hoạt động không bị ràng buộc, với một chai khí áp suất cao là nguồn năng lượng duy nhất của nó.

Nhóm đã vượt qua những thách thức phổ biến liên quan đến robot mềm in 3D, chẳng hạn như độ cứng và rò rỉ, bằng cách phát triển một phương pháp in 3D mới. Phương pháp này liên quan đến việc vòi phun của máy in vạch một đường liên tục xuyên qua toàn bộ mẫu của từng lớp được in, giúp giảm khả năng rò rỉ và khuyết tật trong bản in. Michael T. Tolley, phó giáo sư tại UCSD, cho biết: “Giống như vẽ một bức tranh mà không cần nhấc bút chì ra khỏi trang.

Sự phát triển này là một minh chứng cho tiềm năng của in 3D trong việc cách mạng hóa lĩnh vực robot. Bằng cách loại bỏ nhu cầu về thiết bị điện tử, nhóm nghiên cứu tại UCSD đã mở ra những khả năng mới cho thiết kế và chức năng của các hệ thống rô-bốt.

Tương lai của người máy in 3D

Cách tiếp cận sáng tạo của nhóm đối với in 3D đã cho phép tạo ra một cấu trúc nhẹ nhàng hơn về tổng thể. Phương pháp mới cho phép in các bức tường mỏng, có độ dày xuống tới 0.5 mm và các hình dạng cong, phức tạp, cho phép phạm vi biến dạng cao hơn. Phương pháp của các nhà nghiên cứu dựa trên đường đi Euler, một khái niệm trong lý thuyết đồ thị liên quan đến việc chạm vào mọi cạnh của đồ thị một lần và chỉ một lần. Tolley cho biết: “Khi chúng tôi tuân theo các quy tắc này, chúng tôi có thể in các rô-bốt mềm khí nén chức năng một cách nhất quán với các mạch điều khiển nhúng.

Sự phát triển của bộ kẹp in 3D này là một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực chế tạo rô-bốt. Bằng cách loại bỏ nhu cầu về thiết bị điện tử, nhóm đã mở ra những khả năng mới cho thiết kế và chức năng của các hệ thống rô-bốt. Cách tiếp cận dựa trên cảm ứng để thao tác đối tượng đánh dấu một sự khác biệt đáng kể so với các hệ thống rô-bốt truyền thống phụ thuộc nhiều vào đầu vào trực quan.

Trong tương lai, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy nhiều tiến bộ hơn trong lĩnh vực này, với việc in 3D đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống rô-bốt sáng tạo và tiết kiệm chi phí. Công trình của nhóm tại UCSD là minh chứng cho tiềm năng của in 3D trong việc cách mạng hóa lĩnh vực người máy.