پنوماتیک دارای دست های نرم است

گیربکسهای روباتیک معمولی با "انگشتان" سفت و سخت و گران قیمت ، دارای قابلیت های محدودی هستند و به خصوص برای حمل و نقل ایمن با اشیای ظریف مناسب نیستند برای غلبه بر چنین موانعی ، محققان آزمایشگاه روباتیک و زیست شناسی (آزمایشگاه RBO) در دانشگاه فنی برلین در حال تولید مشروبات الکلی رباتیک نرم و سازگار ، ساده و ارزان هستند. هدف نهایی تقلید دقیق از اقدامات یک دست انسان است.

از جمله پروژه های دیگر ، آزمایشگاه RBO تحقیقاتی اساسی را در مورد چگونگی ایجاد و کنترل آنچه که آن ها "Soft Hands" نامیده می شوند انجام می دهد. تمرکز اصلی طراحی محرک نرم نرم ، قابل تنظیم و موثر و فناوری کنترل مرتبط است.

به گفته مسئولان آزمایشگاه ، محرک های سنتی الکترومکانیکی ساخته شده از اجزای مانند موتور ، چرخ دنده ها ، تاندون ها و پیوندها مستعد سایش هستند ، به قسمت های زیادی احتیاج دارند ، و مونتاژ آنها دشوار است. این باعث می شود روبات های بدست آمده گران و برای بیشتر برنامه ها غیرقابل کنترل باشند.

دست های نرم نشان دهنده فاصله گرفتن از طراحی کلاسیک دستی ربات است زیرا آنها بطور خاص از رعایت مکانیکی همراه با استراتژی های کنترل پیچیده سوء استفاده می کنند. حرکات انگشت توسط هوای فشرده شده تأمین می شود. هدف این است که درک ساده ، انعطاف پذیر و سازگار در عین حال قربانی موقعیت بسیار دقیق که در بسیاری از برنامه ها ضروری نیست ، باشد.

آزمایشگاه چندین نمونه اولیه تولید کرده است. آخرین نسخه با نام RBO Hand 2 لقب می گیرد ، که ظاهراً یک دست انسان ارزان قیمت ، بسیار سازگار و فریبنده است. انگشتان دست ، محرک PneuFlex ، از لاستیک سیلیکونی تقویت شده با فیبر و با استفاده از فرآیندهای تولید و ساخت مواد افزودنی ساخته شده اند. در آینده ، محرک های نرم ممکن است به صورت سه بعدی در یک مرحله تولید واحد با استفاده از انواع مواد و طرح ها چاپ شوند تا قابلیت های مشخص شده توسط کاربر را ارائه دهند.

ساخت انگشت شامل بخش بالای لاستیکی و لاستیک تعبیه شده با الیاف غیراستیک در قسمت پایین است. هنگام وارد کردن انگشت با هوای تحت فشار ، قسمت بالای آن را امتناع می دهد در حالی که نیمه پایانی آن نیست. طول دیافراگم در نتیجه بین بالا و پایین باعث خم شدن محرک می شود. تقویت کننده های زخم هلیکی شکل محرک را تقویت و تثبیت می کنند ، بنابراین در اثر استفاده منجر به خم شدن می شود و نه به گسترش شعاعی.

این تیم همچنین در حال بررسی تعبیه حسگرهای نرم در محرک PneuFlex است. به دلیل تغییر شکل پذیری بالا ، اکثر فن آوری های سنسور موجود با محرک های قابل انعطاف سازگار نیستند. محققان برای افزودن قابلیت بازخورد لمسی ، فن آوری های حسگر جایگزین مانند: سنسورهای کرنش فلز مایع را برای سنجش تغییر شکل ، کشف می کنند. توری از الیاف نوری برای حس کردن شکل. الیاف ترموپلاستیک- الاستومر رسانا برای اندازه گیری کرنش. و لمس با سطوح خازنی چند لایه قابل کشش.

RBO Hand 2 با استفاده از یک PneumaticBox نسبتاً ارزان کنترل می شود ، سیستمی که برای هماهنگ سازی در زمان واقعی و کنترل انگشتان پنوماتیک تولید شده است. سخت افزار PneumaticBox شامل مجموعه ای از سوپاپ های 5/3 و کامپیوتر تعبیه شده (Beaglebone Black) به همراه درایورهای سوپاپ ، سنسورهای فشار و منبع تغذیه 24 ولت است. این نرم افزار از نرم افزار روباتیک منبع باز استفاده می کند (مانند ROS ، RoboticsLab RLab و اسکریپت پایتون) و از راه دور از طریق شبکه TCP / IP قابل کنترل است.

RBO Hand 2 برای بررسی قابلیت ها و محدودیت های دست رباتیک هنگام تکیه فقط بر روی سازه های نرم و تغییر شکل پذیر ساخته شده است. سازگاری منحصر به فرد دستگاه مزایای مختلفی دارد ، از جمله:

به راحتی در برابر برخورد بی پروا مقاومت می کند

انرژی کم فشار را ارائه می دهد

انگشتان منفعل سازگار و تماس کف دست را از هم جدا می کنند و کنترل نیرو را تثبیت می کنند

سازگاری با اشکال مختلف شی ، کنترل انگشت را ساده می کند

تحریک پنوماتیک هندسه های پیچیده دستی و محرک را مجاز می کند

سرانجام ، به گفته مسئولان RBO Lab ، جنبه مهم دیگر کار این است که مهندسی ربات نرم در مقایسه با دست های الکترومکانیکی هنوز در مراحل ابتدایی خود است. ادامه تحقیقات در مورد طرح ها ، کنترل ها و فن آوری های مربوط به دست های نرم باید به پیشرفت های بعدی منجر شود.