Модульный робот с вакуумным приводом добавляет универсальность в мягкую робототехнику
Исследователи вводят модульный робот, работающий от вакуума вместо воздуха под давлением.
Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EFPL) недавно выпустили статью в журнале Science Robotics о новом подходе к модульным мягким роботам, первым в своей области в сочетании модульной функциональности и использования V-SPA (вакуумный пневматический привод). Несмотря на то, что мягкая робототехника увидела рост популярности, способность «plug-and-play» к сборке Lego является новой.
Этот конкретный робот содержит три пневматических насоса, которые могут складываться вместе и расширяться и разрушаться, чтобы можно было изменить направление. Как только они на месте, они получают от одного и того же источника питания и используют одну и ту же систему управления. Используя давление воздуха для искусственных мышц, многие роботы перераспределяют и создают механические проблемы. При использовании вакуума вместо сжатого воздуха они работают через сжатие вместо расширения, так же, как и человеческие мышцы.
Изображение предоставлено Швейцарским федеральным технологическим институтом
Авторы статьи - Мэтью Робертсон и Джейми Пайк, докторантура и доценты, соответственно. Оба рога из EPFL Reconfigurable Robotics Laboratory (RRL), которая посвящена исследованию наиболее перспективных проектов и материалов для реконфигурируемой мягкой робототехники. Их цель - создать робототехнику, которая может служить в приложениях от медицинской области до носимых.
Почему это важно
Модульный робот имеет потенциал, чтобы действительно изменить отрасль из-за своей универсальности. The Verge указывает, что его легко модифицировать, прикрепляя инструмент захвата для создания роботизированной руки, добавляя больше модулей для увеличения размера, складывая вместе, чтобы создать движение, напоминающее змею, или даже добавление присосок для обеспечения подъема окна.
В интервью New Scientist Джейми Пайк из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне сказал: «У каждого есть швейцарский армейский нож где-то, мы хотим, чтобы это был эквивалент робота». Она рисует картину роли робототехники в доме, которая может немного отличаться от того, что мы ожидали: «Вы можете сохранить это в своем ящике инструментов, чтобы помочь автоматизировать простые задачи по дому».
Пайк говорит, что модули могут быть объединены для достижения ряда задач, включая мультимодальную локомоцию, манипулирование объектами и настройку жесткости.
Изображение предоставлено Швейцарским федеральным технологическим институтом
Снижение барьера затрат для робототехники
К счастью, этот модульный робот имеет быстрые производственные времена и может быть создан относительно недорого. Объединяя пенные сердечники и слои силиконового каучука, основная масса робота может быть создана менее чем через два часа.
Пневматический привод с вакуумным питанием использует вакуумный источник питания, позволяющий создавать мягкие роботизированные системы с множеством степеней свободы и разнообразными функциями.
Согласно реферату, вакуумное давление также позволяет «захватывать и укреплять за счет забивания гранулированных сред, а также прямую адгезию всасывания к гладким поверхностям, для манипуляции или вертикальной фиксации». Эти гибкие пары перемещаются с функциональностью 3-DoF, что означает, что модуль имеет три степени свободы или три направления, в которых он может перемещаться через одноосные вращательные шарниры.
Использование V-SPA в этом случае очень четко в своей цели: команда хочет доказать, что роботы с вакуумным питанием являются жизнеспособным путем вперед, даже для «более крупных, более сложных многофункциональных мягких роботизированных систем». Доказательство этой жизнеспособности может стать шагом вперед к доступной робототехнике во всем мире.
Изображение предоставлено Швейцарским федеральным технологическим институтом
Подробнее о Soft Robotics:
- Мягкая роботизация Octopus Arms привносит гибкость в роботизированное движение
- Мягкое роботизированное сердечное устройство предотвращает сердечную недостаточность
- Эти гибкие логические ворота помогут Octobot Revolutionize Soft Robotics
Даунсайд - это тоже всплеск?
Конечно, есть недостатки в мягкой робототехнике. Эти новые модульные мягкие роботы, такие как мягкая робототехника вообще, не имеют мощности и точности роботов, работающих от электродвигателей. Они также сталкиваются с новой проблемой, поскольку они не так мобильны, как традиционная робототехника, потому что они подключены к вакуумному насосу, который обеспечивает питание. Это, в сочетании с их пеноматериалами, делает их довольно громоздкими.
Однако Пайк считает, что это отвращение от традиционной робототехники может приветствоваться, поскольку многие роботы заставляют людей беспокоиться. «Binging роботов в нашу жизнь не означает, что мы должны дружить с терминатором», - говорит она. «Речь идет о том, чтобы сделать вещи лучше».
Она считает, что ее исследование подчеркивает эффективность V-SPA в мягкой робототехнике и облегчает консолидацию некогда разрозненных подсистем для приведения в действие и специализированных задач, что позволяет использовать их в более крупных и более сложных мягких роботизированных системах.
В настоящее время модульные роботы находятся на стадии прототипа, что может означать, что у вас не будет одного, скажем, для замены батарей в вашем детекторе дыма в течение некоторого времени. Возможно, однако, что эти мягкие роботы вдохновят дизайнеров на участие в этой области и ускорят принятие роботов в домах - будь то снижение их цен или уменьшение их числа на терминаторы.