Cách mạng hóa Robotics: Một Gripper in 3D không cần điện tử

Trong một bước nhảy vĩ đại cho lĩnh vực robotics, một nhóm các kỹ sư tại Đại học California San Diego (UCSD), hợp tác với các nhà nghiên cứu tại tập đoàn BASF, đã phát triển một gripper robot in 3D hoạt động mà không cần điện tử. Thiết bị này, có thể nhặt, giữ và thả các vật thể, là một minh chứng cho tiềm năng của in 3D trong lĩnh vực robotics.

Một Kỷ nguyên Mới của Robotics Dựa trên Chạm

Gripper robot, được in trong một lần, được trang bị các cảm biến trọng lực và chạm tích hợp sẵn. Thiết kế độc đáo này cho phép gripper tương tác với các vật thể dựa hoàn toàn vào chạm, một tính năng không tồn tại trước khi phát triển này. “Chúng tôi đã thiết kế các chức năng để một loạt van có thể cho phép gripper cả nắm và thả tại đúng thời điểm,” nói Yichen Zhai, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Thiết kế và Robotics lấy cảm hứng từ sinh học tại UCSD.

Gripper sử dụng logic lưu chất để nhớ khi nó đã nắm một vật thể và đang giữ nó. Khi nó phát hiện trọng lượng của vật thể đẩy sang bên, khi nó đang quay sang ngang, nó sẽ thả vật thể. Cách tiếp cận dựa trên chạm này để thao tác vật thể đánh dấu một sự khác biệt đáng kể so với các hệ thống robot truyền thống phụ thuộc nặng vào đầu vào hình ảnh.

Các Ứng dụng Tiềm năng của Gripper in 3D

Gripper in 3D có tiềm năng lớn cho nhiều ứng dụng. Nó có thể được gắn vào một cánh tay robot 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 vào một robot cho các nhiệm vụ nghiên cứu và khám phá. Hơn nữa, nó có thể hoạt động mà không cần dây, với một chai khí áp lực cao là nguồn năng lượng duy nhất.

Đội ngũ đã vượt qua các thách thức chung liên quan đến in 3D robot mềm, như độ cứng và rò rỉ, bằng cách phát triển một phương pháp in 3D mới. Phương pháp này liên quan đến việc vòi in theo một đường liên tục qua toàn bộ mẫu của mỗi lớp in, giảm khả năng rò rỉ và khuyết tật trong phần in. “Nó giống như vẽ một bức tranh mà không bao giờ nhấc bút ra khỏi giấy,” nói Michael T. Tolley, một giáo sư liên kết tại UCSD.

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

Tương lai của Robotics in 3D

Cách tiếp cận đổi mới của đội ngũ đối với in 3D đã cho phép tạo ra một cấu trúc mềm hơn. Phương pháp mới cho phép in các tường mỏng, xuống đến 0,5 milimét về độ dày, và các hình dạng cong phức tạp, cho phép có một phạm vi biến dạng cao hơn. Các nhà nghiên cứu dựa phương pháp của họ vào đường Euler, một khái niệm trong lý thuyết đồ thị liên quan đến việc chạm vào từng cạnh của đồ thị một lần và chỉ một lần. “Khi chúng tôi tuân theo các quy tắc này, chúng tôi đã có thể in liên tục các robot mềm khí nén có mạch điều khiển nhúng,” nói Tolley.

Sự phát triển của gripper in 3D này là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực robotics. Bằng cách loại bỏ nhu cầu về điện tử, đội ngũ đã mở ra những khả năng mới cho thiết kế và chức năng của các hệ thống robot. Cách tiếp cận dựa trên chạm để thao tác vật thể đánh dấu một sự khác biệt đáng kể so với các hệ thống robot truyền thống phụ thuộc nặng vào đầu vào hình ảnh.

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