Persaingan Penyelidikan Kemajuan Reka Bentuk Robot-Robot

Organisasi Soft Robotics Toolkit menyediakan sumber yang komprehensif untuk membantu para pelajar dan penyelidik mempelajari bagaimana untuk merekabentuk, mengarang, membuat model, dan menguji peranti robotik yang lembut. Ia berkembang daripada kerja R & D di Harvard University dan Trinity College Dublin yang memberi tumpuan kepada membangunkan kit pengajaran yang lebih baik untuk kursus reka bentuk tangan. Berikut adalah gambaran projek-projek penting tahun ini.

Pencetak silikon 3D. Hadiah untuk Sumbangan dalam Penyelidikan Robotik Lembut dianugerahkan untuk Pencetak Silikon 3D, yang dibangunkan oleh pasukan Robotics mLab di Oregon State Univ. Pencetak silikon 3D dilaporkan menyesuaikan pembuatan bahan tambahan kepada dunia robotik lembut. Kumpulan ini membangunkan sistem pencampuran aktif berskala mikro, yang membolehkan cetakan 3D praktikal silikon dua bahagian.

Percetakan 3D yang berjaya menghilangkan keperluan untuk kaedah pencetakan yang mencabar dan memakan masa seperti laminasi lakonan, pemutus pin retractable, lilin lilin yang hilang, dan rotomolding. Proses konvensional semacam itu membataskan bentuk geometri yang mungkin, kerumitan dan skala komponen lembut, dan menyebabkan variasi fabrikasi yang mengehadkan kebolehulangan.

Tetapi pencetak 3D semasa umumnya bergantung pada bahan-bahan yang lebih keras dan tidak mampu untuk mencetak bahagian-bahagian 3D dengan struktur dalaman yang lembut seperti rakan-rakan mereka yang dibentuk. Untuk menggunakan bahan viscoelastic dan mengatasi batasan ketegangan, penyelidik memberi tumpuan kepada teknik penulisan dakwat langsung (DIW). Pasukan ini membangunkan sistem penyemperitan yang menggabungkan aspek penyelidikan terdahulu: pengadun aktif dan rawatan haba yang terkawal.

Pencetak 3D, dengan mekanisme extruder yang dipertingkatkan, boleh membuat robot berfungsi lembut dengan bahan silikon penyembuhan platinum dua bahagian. Teknik 3D DIW lapisan-oleh-lapisan, berbeza dengan litografi lembut dan lilin lilin yang hilang, tidak memerlukan campur tangan manusia, memperkenalkan kesilapan dimensi yang lebih sedikit, dan mengurangkan masa fabrikasi lebih dari 50%. Robot lembut yang dicetak 3D yang dihasilkan dilaporkan mencocokkan atau melampaui prestasi rakan-rakan yang dibentuk ketika menjadi lebih kuat dan lebih dipercayai.

Laminar jamming. Runner up dalam kategori penyelidikan ialah Laminar Jamming Structures oleh Harvard Biorobotics Lab, Harvard University. Struktur ini boleh bergilir antara keadaan sangat fleksibel dan sangat tegar apabila kecerunan tekanan digunakan. Oleh itu, komponen robot yang lembut dengan penghematan laminar dapat secara selektif mempamerkan sifat mekanik robot tegar tradisional.

Struktur Jam Laminar (LJS) terdiri daripada lapisan yang disusun lapisan tipis dan fleksibel yang dilampirkan dalam beg kedap udara, yang membolehkan komponen-komponennya sesuai dengan bentuk kompleks - seperti untuk kegunaan dalam aplikasi bioperubatan. Pilihan bahan dan bilangan lapisan dalam struktur ini juga boleh digunakan untuk menyesuaikan kekakuan yang dikehendaki dan keupayaan redaman untuk aplikasi tertentu.

Memohon vakum ke sampul kedap udara memainkan unit. Interaksi geseran yang meningkat menyebabkan gandingan antara lapisan dan secara dramatik meningkatkan kekukuhan lenturan struktur, yang berkelakuan seperti rasuk bersatu. Di samping itu, pada beban tinggi, tegasan ricih menyebabkan lapisan tergelincir, yang mengakibatkan pelesapan tenaga melalui geseran kering. Ringkasnya, apabila vakum digunakan, struktur boleh beralih dari keadaan yang sangat patuh kepada penyerap yang lebih tegar atau kejutan.

Struktur boleh direkabentuk untuk mencubit, membalut atau menangkap, bergantung pada tekanan vakum yang digunakan, atau tetap fleksibel apabila vakum dimatikan. Ditambah dengan penggerak yang lembut, mereka boleh mengunci bentuk sewenang-wenang selepas tersekat. Pengendalian Laminar juga dapat menyesuaikan respons dinamik struktur dan sistem robotik dunia nyata. Dan kesan tindak balas struktur lembut boleh ditala untuk memulihara atau menghilangkan tenaga seperti yang dikehendaki.

Pergerakan kulit keseluruhan. Pemenang dalam kategori kolej adalah pelajar di Kolej Kejuruteraan Franklin W. Olin, untuk Bentuk Alloy Memori yang Didorong Pemanasan Seluruh Kulit. Reka bentuk ini meneroka kemungkinan menggunakan pergerakan seluruh kulit untuk memudahkan gerakan berterusan tork yang dipenuhi bendalir memanjang. Ia menggunakan bentuk aloi ingatan sebagai cincin kontrak yang membolehkan prototaip tork untuk maju ke hadapan.