М'які роботи, здатні відчувати дотик, тиск, рух та температуру
М'який робот, натхненний природою, який може повзати, плавати, утримувати делікатні предмети, а також допомагає битися серцю, винайденому в Гарвардському університеті. Дослідники з Гарвардської школи інженерних та прикладних наук Джона А. Полсона (SEAS) та Інституту біологічного натхнення Вісса розробили платформу для створення м'якого робота із вбудованим датчиком. Датчики здатні відчувати рух, дотик і температуру.
"Наше дослідження представляє фундаментальний прогрес у м'якій робототехніці", - сказав Райан Трубі, перший автор статті та нещодавно доктор філософії випускник SEAS. "Наша виробнича платформа дозволяє легко інтегрувати складні мотиви зондування в м'які роботизовані системи".
Дослідники розробили провідну ланку на основі органічної іонної рідини за допомогою 3D-принтера через проблему інтеграції датчика через жорстку структуру.
"На сьогоднішній день більшість інтегрованих систем датчиків / виконавчих механізмів, що використовуються в м'якій робототехніці, були досить елементарними", - сказав Майкл Венер, колишній докторант SEAS та співавтор статті. "Безпосередньо друкуючи іонні датчики рідини в цих м'яких системах, ми відкриваємо нові шляхи проектування та виготовлення пристроїв, які в кінцевому підсумку дозволять справжнє замкнуте управління м'якими роботами"
"Ця робота являє собою останній приклад можливостей, які дає вбудований 3D-друк - техніка, запроваджена нашою лабораторією", - сказав Льюїс.
"Функція та гнучкість дизайну цього методу не мають собі рівних", - сказав Трубі. "Ця нова фарба у поєднанні з нашим вбудованим процесом 3D-друку дозволяє поєднати як м'яке зондування, так і спрацьовування в одній інтегрованій м'якій роботизованій системі".
Для тестування датчиків команда дослідника надрукувала м’який роботозахоплювач, що складається з трьох м’яких пальців або виконавчих механізмів. Для вимірювання інфляційного тиску, кривизни, контакту та температури дослідники перевірили здатність захоплювача. За допомогою вбудованих декількох контактних датчиків захват може відчувати світло та глибокі дотики.
"М'яка робототехніка, як правило, обмежена звичайними методами формування, які обмежують вибір геометрії, або, у випадку комерційного 3D-друку, вибором матеріалів, що ускладнює вибір дизайну", - сказав Роберт Вуд, професор інженерних та прикладних наук Чарльз Рівер з SEAS, Core Член факультету Інституту Вісса та співавтор статті. "Методи, розроблені в лабораторії Льюїса, мають можливість зробити революцію у створенні роботів - відійти від послідовних процесів і створити складних і монолітних роботів із вбудованими датчиками та виконавчими механізмами".
Крім того, дослідники сподіваються використовувати силу машинного навчання, щоб навчити ці пристрої утримувати предмети різного розміру, форми, текстури поверхні та температури. Співавторами дослідження були Ебігейл Гроскопф, Даніель Фогт та Себастьян Узел, а також отримали підтримку Національного наукового фонду через Гарвардський інститут біологічного натхнення та Інституту біології.