Mjuka robotar som känner av beröring, tryck, rörelse och temperatur
En mjuk robot inspirerad av naturen som kan krypa, simma, hålla känsliga föremål och också hjälpa ett hjärtslag som uppfanns vid Harvard University. Forskare från Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering utvecklade en plattform för att skapa mjuk robot med inbäddad sensor. Sensorerna kan känna av rörelse, beröring och temperatur.
"Vår forskning representerar ett grundläggande framsteg inom mjuk robotik", säger Ryan Truby, första författare till tidningen och nyligen Ph.D. examen vid SEAS. "Vår tillverkningsplattform gör det möjligt att enkelt integrera komplexa avkänningsmotiv i mjuka robotsystem."
Forskare utvecklade en organisk jonisk vätskebaserad ledande länk med hjälp av 3D-skrivare på grund av problem inför integreringen av sensorn på grund av stel struktur.
"Hittills har de flesta integrerade sensor- / ställdonssystem som används i mjuk robotik varit ganska rudimentära", säger Michael Wehner, tidigare postdoktor vid SEAS och medförfattare till tidningen. "Genom att direkt skriva ut joniska vätskesensorer i dessa mjuka system, öppnar vi nya vägar för enhetsdesign och tillverkning som i slutändan möjliggör verklig sluten styrning av mjuka robotar."
"Detta arbete representerar det senaste exemplet på möjliggörande funktioner som erbjuds av inbäddad 3D-utskrift - en teknik som banat väg för vårt laboratorium", säger Lewis.
"Funktionen och designflexibiliteten hos denna metod är oöverträffad", säger Truby. "Det här nya bläcket i kombination med vår inbäddade 3D-utskriftsprocess gör att vi kan kombinera både mjukavkänning och aktivering i ett integrerat mjukt robotsystem."
För testning av sensorer tryckte forskargruppen en mjuk robotgripare bestående av tre mjuka fingrar eller manöverdon. För att känna av inflationstryck, krökning, kontakt och temperaturforskare testade griparens förmåga. Genom inbäddade flera kontaktsensorer kunde griparen känna lätt och djup beröring.
"Mjuk robotik begränsas vanligtvis av konventionella gjutningstekniker som begränsar geometrival, eller, i fallet med kommersiell 3D-utskrift, materialval som hindrar designval", säger Robert Wood, Charles River professor i teknik och tillämpad vetenskap vid SEAS, Core Fakultetsmedlem i Wyss Institute och medförfattare till uppsatsen. "De tekniker som utvecklats i Lewis Lab har möjlighet att revolutionera hur robotar skapas - flytta sig från sekventiella processer och skapa komplexa och monolitiska robotar med inbäddade sensorer och manöverdon."
Vidare hoppas forskarna att använda kraften i maskininlärning för att träna dessa enheter för att hålla föremål av olika storlek, form, ytstruktur och temperatur. Forskningen var medförfattare av Abigail Grosskopf, Daniel Vogt och Sebastien Uzel och fick också stöd från National Science Foundation genom Harvard MRSEC och Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.