Мягкие роботизированные системы являются результатом тщательного программирования гибких объектов с геометрией, которая позволяет выполнять сложные движения и механику без использования моторизованных частей. Гарвард создал набор инструментов Soft Robotics Toolkit, чтобы помочь исследователям всего мира в разработке и упрощении процесса создания мягких роботов.
Мягкие роботы вдохновлены движениями некоторых разновидностей растений, которые, хотя и состоят из мягких материалов, по-прежнему способны к весьма конкретным и продуманным движениям. Такие растения, как венериные мухоловки, не имеют мускулатуры, однако их биология эволюционировала, чтобы создавать быстрые движения, когда к растению применяется определенный тип раздражителей. Когда насекомое вызывает небольшой волосок внутри «рта» мухоловки, это вызывает быстрое изменение формы клеток растений, заставляя их увеличиваться в размерах. Это приводит к тому, что выпуклая форма лопастей растений быстро меняется на вогнутую, задерживая добычу внутри растения для медленного переваривания.
Когда мы думаем о роботах, мы обычно думаем о механических, металлических машинах, таких как ASIMO от Honda, или о гигантских машинах, которые автоматизируют множество производственных линий. Но роботы на самом деле способны быть гораздо менее сложными и даже не требуют каких-либо моторизованных частей, но при этом выполнять такие же специфичные и сложные действия.
The Soft Robotics Toolkit является результатом попытки Гарварда создать исчерпывающие наборы учебных пособий для практических занятий по дизайн-проектам, которые оставались бы простыми для понимания и использования. Он начался с трех проектов мягких роботов, но неуклонно рос и быстро развивался. Один из новых проектов требует 3D-печати форм для создания приводов, армированных волокном, которые состоят из мягких надувных камер, окруженных прочной структурой, которая позволяет выполнять определенные типы движений. Эти типы мягких роботов идеально подходят для медицинских инструментов и вспомогательных устройств.
Теперь, когда 3D-печать настолько распространена, вы можете легко создавать 3D-формы, которые будут создавать эти мягкие роботизированные детали при печати. Набор инструментов содержит всю информацию, необходимую для создания этих приводов, а также электронных и механических частей, которые их приводят в действие. Вот видеообзор Soft Robotics Toolkit:
Хотя, безусловно, существуют более совершенные и точные роботы и вспомогательные устройства, они чрезвычайно дороги. Медицинские устройства, такие как мягкое роботизированное захватное устройство, могут быть созданы самостоятельно, без затрат на тысячи долларов.
Это идеальный вариант для развивающихся стран, где более дорогие вспомогательные устройства являются роскошью, доступной лишь немногим. Но точно так же, как мы видим протезы рук и ног, печатаемые в этих областях на 3D-принтере, можно создавать мягкие роботизированные детали и использовать их в конструкции этих протезов. По сути, это будет создание недорогих кибернетических конечностей.
Вот короткое видео мягкой роботизированной кибернетической руки в действии:
Этот инструментарий является полностью бесплатным и содержит очень обширные разделы, посвященные проектированию, изготовлению, моделированию и тестированию мягких робототехники. Они даже были написаны специально, чтобы их могли понять неспециалисты, поэтому набор инструментов очень удобен для разработчиков. Вы можете найти Harvard’s Soft Robotic Toolkit здесь, и как только вы найдете типы мягких роботизированных частей, которые вы хотите создать, вы можете прочитать раздел «Примеры использования» для дальнейшего вдохновения.