3D-друкований роботизований захват, що не потребує електроніки для роботи

М’який роботизований захват не лише надрукований на 3D-принтері за один раз, але й не потребує жодної електроніки для роботи.

Пристрій був розроблений командою робототехніків з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго у співпраці з дослідниками з корпорації BASF, які детально описали свою роботу в нещодавньому випуску журналу Science Robotics.

Дослідники хотіли розробити м’який захват, який був би готовий до використання одразу після того, як він вийде з 3D-принтера, оснащений вбудованими датчиками гравітації та дотику. Завдяки цьому захват може захоплювати, утримувати та відпускати об’єкти. До цієї роботи такого захвату не існувало.

“Ми розробили функціонал таким чином, щоб низка клапанів дозволяла захоплювачу як захоплювати при контакті, так і відпускати в потрібний момент”, – сказав Ічен Чжай, постдокторський дослідник Лабораторії біоінспірованої робототехніки та дизайну Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і провідний автор статті, яка була опублікована у випуску Science Robotics від 21 червня. “Це перший випадок, коли такий захват може як захоплювати, так і відпускати. Все, що вам потрібно зробити, це повернути захват горизонтально. Це викликає зміну потоку повітря в клапанах, що змушує два пальці захвата розтискатися”.

Ця плинна логіка дозволяє роботу запам’ятовувати, коли він схопив об’єкт і утримує його. Коли він відчуває, що вага об’єкта штовхає його вбік, коли він обертається до горизонталі, він відпускає об’єкт.

М’який роботизований захват обіцяє дозволити роботам безпечно взаємодіяти з людьми та делікатними предметами. Цей захват можна встановити на роботизовану руку для промислового виробництва, виробництва продуктів харчування та обробки фруктів і овочів. Він також може бути встановлений на робот для виконання дослідницьких і розвідувальних завдань. Крім того, він може працювати без прив’язки, з балоном газу високого тиску як єдиним джерелом живлення.

Більшість 3D-друкованих м’яких роботів часто мають певний ступінь жорсткості, містять велику кількість витоків, коли виходять з принтера, і потребують значної обробки та складання після друку, щоб бути придатними для використання.

Команда подолала ці перешкоди, розробивши новий метод 3D-друку, який полягає в тому, що сопло принтера прокладає безперервний шлях через весь шаблон кожного надрукованого шару.

“Це як малювати картину, не відриваючи олівця від сторінки”, – сказав Майкл Т. Толлі (Michael T. Tolley), старший автор статті та доцент Інженерної школи Джейкобса Університету Сан-Дієго в Сан-Дієго.

Цей метод зменшує ймовірність протікання та дефектів у надрукованому матеріалі, які є дуже поширеними при друкуванні м’якими матеріалами.

Новий метод також дозволяє друкувати тонкі стінки, товщиною до 0,5 міліметра. Більш тонкі стінки та складні, вигнуті форми забезпечують більший діапазон деформації, що призводить до більш м’якої структури в цілому. Дослідники заснували метод на Ейлеровому шляху. В теорії графів – це шлях у графі, який торкається кожного ребра цього графа один раз і тільки один раз.

“Дотримуючись цих правил, ми змогли послідовно друкувати функціональних пневматичних м’яких роботів з вбудованими схемами управління”, – сказав Толлі.