С помощью 3D-печати ученые создали мягкие роботизированные пальцы
Хотя робототехника изменила работу многих секторов промышленности, машины не подходят для применения во многих областях здравоохранения. Чтобы решить эту проблему, ученые придумали, как усовершенствовать некоторые движения роботов - а именно их прикосновения.
Чтобы роботы могли безопасно манипулировать хрупкими объектами и живыми организмами или взаимодействовать с ними, необходимы новые стратегии, позволяющие улучшить их восприятие и сделать их части мягче. Фактически, создание безопасного и маневренного роботизированного захвата с человеческими возможностями в настоящее время является одной из самых важных целей робототехники. Оно позволит использовать роботов в сфере здравоохранения и ухода за пожилыми людьми.
Одна из основных проблем при разработке мягких роботизированных захватов - это установка традиционных датчиков на пальцы робота. В идеале мягкий захват должен обладать проприоцепцией - чувством собственных движений и положения - для безопасного выполнения различных задач. Однако традиционные датчики жесткие и ухудшают механические характеристики мягких частей. Более того, мягкие захваты обычно рассчитаны на один тип проприоцептивного ощущения; либо давление, либо искривление пальцев.
Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые из Университета Рицумейкан, Япония, работали над новыми конструкциями мягких захватов под руководством доцента Менгинг Се. В своем последнем исследовании, опубликованном в Nano Energy, они успешно использовали технологию многоматериальной 3D-печати для изготовления мягких роботизированных пальцев со встроенным датчиком проприоцепции. У новой стратегии проектирования множество преимуществ и это большой шаг к более безопасным и мощным мягким роботам.
Использование мультиматериальной 3D-печати, простого и быстрого процесса прототипирования, позволило исследователям легко интегрировать механизмы чувствительности и настройки жесткости в конструкцию самого пальца робота. "Наша работа предлагает способ разработки датчиков, которые могут использоваться не только как чувствительные элементы, но и как активные функциональные материалы. Это обеспечит лучший контроль всей системы без ущерба для ее динамического поведения", - заключает профессор Се. Другой примечательной особенностью их конструкции является то, что датчик питается от пьезоэлектрического эффекта, а это означает, что он не требует подачи энергии.
В целом, это исследование поможет найти новые способы улучшить взаимодействие мягких захватов с объектами, которыми они управляют, и их восприятие. В свою очередь, это значительно расширит возможности использования роботов, как указывает профессор Се: "Встроенные датчики с автономным питанием не только позволят роботам безопасно взаимодействовать с людьми и окружающей их средой, но и устранят препятствия для роботизированных устройств, которым требуется постоянная подача энергии".
