رقابت های تحقیقاتی طرح های روباتیک نرم را پیشرفت می دهد

سازمان Soft Robotics Toolkit منابع کاملی را برای کمک به دانشجویان و محققان می آموزد که چگونه طرحی ، ساخت ، مدل سازی و آزمایش دستگاه های نرم روباتیک را یاد بگیرند. این فعالیت در زمینه تحقیق و توسعه در دانشگاه هاروارد و کالج ترینیتی دوبلین است که بر توسعه کیت های آموزشی بهتر برای دوره های طراحی دستی متمرکز شده است. در اینجا مروری بر پروژه های قابل توجه امسال ارائه شده است.

چاپگر سیلیکونی سه بعدی. این جایزه برای مشارکتها در تحقیقات روباتیک نرم به چاپگر سیلیکون سه بعدی ، ساخته شده توسط تیم mLab Robotics در دانشگاه ایالتی اورگان اهدا شد. براساس گزارش ها ، چاپگر سیلیکون سه بعدی ، تولید افزودنی را با دنیای روباتیک نرم تطبیق می دهد. این گروه یک سیستم اختلاط فعال در مقیاس میکرو ایجاد کردند و به آنها امکان چاپ سیلیکون های سه بعدی عملی را می دهند.

چاپ موفقیت آمیز سه بعدی ، نیاز به روشهای قالب زحمت کش و وقت گیر مانند ریخته گری لمینیت ، ریخته گری پین جمع شده ، ریخته گری موم از دست رفته و چرخش رول را از بین می برد. چنین فرآیندهای معمولی اشکال هندسی احتمالی ، پیچیدگی و مقیاس اجزای نرم را محدود می کند و باعث ایجاد تنوع ساختگی می شود که تکرارپذیری را محدود می کند.

اما چاپگرهای سه بعدی فعلی به طور کلی به مواد سخت تکیه می کنند و قادر به چاپ قطعات سه بعدی با ساختار داخلی به اندازه همتایان قالب خود نیستند. برای استفاده از مواد ویسکوالاستیک و غلبه بر محدودیت های کرنش ، محققان روی تکنیک های مستقیم نوشتن جوهر (DIW) تمرکز کردند. این تیم یک سیستم اکستروژن ایجاد کرده است که جنبه های تحقیق قبلی را با هم ترکیب می کند: یک میکسر فعال و عملیات حرارتی کنترل شده.

پرینتر سه بعدی ، با یک مکانیزم اکسترودر پیشرفته ، می تواند ربات های کاربردی نرم را با یک ماده سیلیکون پلاتین دو پلاتینی تولید کند. تکنیک لایه به لایه 3D DIW بر خلاف سنگ نگاری نرم و ریخته گری موم از بین رفته ، نیازی به مداخله انسانی ندارد ، خطاهای بعدی کمتری را معرفی می کند و زمان ساخت آن را بیش از 50٪ کاهش می دهد. در نتیجه روبات های نرم چاپ شده سه بعدی حاصل از عملکرد همتایان خود در حالی که قوی تر و قابل اعتماد تر هستند مطابقت دارند یا از آنها فراتر می روند.

گیر لمینار. دونده در رده تحقیقاتی ساختارهای لامینار Jamming توسط آزمایشگاه Harvard Biorobotics ، دانشگاه هاروارد بود. این ساختارها هنگام اعمال شیب فشار می توانند بین حالتهای بسیار انعطاف پذیر و بسیار سفت و سخت قرار بگیرند. بنابراین ، اجزای نرم روباتیک با لرزش چند لایه می توانند به طور انتخابی خواص مکانیکی روبات های سفت و سخت را نشان دهند.

سازه های لامینار Jamming (LJS) از لایه های انباشته از ورقهای نازک و انعطاف پذیر محصور شده در یک کیسه مهر و موم شده تشکیل شده است ، که به اجزای سازگار با شکل های پیچیده اجازه می دهد - مانند پوشیدنی ها در برنامه های کاربردی پزشکی. از انتخاب مواد و تعداد لایه ها در این سازه ها نیز می توان برای تنظیم کوفتگی و قدرت سد شدن مورد نظر برای کاربردهای خاص استفاده کرد.

اعمال خلاء در پاکت مهر و موم شده هوا را فعال می کند. افزایش تعامل اصطکاک باعث جفت شدن لایه ها شده و سختی خمشی سازه را افزایش می دهد که مانند یک پرتوی یکدست رفتار می کند. علاوه بر این ، در بارهای زیاد ، استرس برشی باعث لغزش لایه ها می شود که منجر به اتلاف انرژی از طریق اصطکاک خشک می شود. به طور خلاصه ، وقتی خلاء اعمال می شود ، سازه ها می توانند از حالت بسیار سازگار به حالت سفت و سخت تر یا جذب شوک منتقل شوند.

بسته به فشار خلاء اعمال شده ، سازه ها می توانند برای پیچ خوردن ، بسته بندی یا درک آن طراحی شوند یا در هنگام خاموش شدن خلاء انعطاف پذیر باقی بمانند. همراه با یک محرک نرم ، آنها می توانند بعد از پرتاب شدن به اشکال دلخواه قفل شوند. خط لمینت همچنین می تواند پاسخ پویا ساختارها و سیستمهای روباتیک در دنیای واقعی را تنظیم کند. و می توان پاسخ ضربه سازه های نرم را تنظیم کرد تا انرژی مورد نظر خود را صرفه جویی یا اتلاف کند.

تحرک کامل پوست. برندگان در رده کالج دانش آموزان دانشکده مهندسی فرانکلین دبلیو اولین ، برای آلیاژ حافظه شکل شکل گرفته شده از لوح کامل پوست بودند. در این طرح امکان استفاده از حرکات کامل پوست به منظور تسهیل حرکت مداوم یک غده پر از مایع مورد بررسی قرار گرفته است. از این آلیاژ حافظه شکل به عنوان حلقه های انعطاف پذیر استفاده می کند که باعث می شود نمونه اولیه توروس در جلو به جلو قرار گیرد.