शीतल रोबोट जो स्पर्श, दबाव, गति और तापमान को समझ सकते हैं
एक नरम रोबोट जो प्रकृति से प्रेरित है, जो नाजुक वस्तुओं को क्रॉल, तैरना, पकड़ सकता है और हार्वर्ड विश्वविद्यालय में आविष्कार किए गए एक धड़कते दिल की सहायता भी कर सकता है। हार्वर्ड जॉन ए। पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) और वायस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं ने एम्बेडेड सेंसर के साथ सॉफ्ट रोबोट बनाने के लिए एक मंच विकसित किया। सेंसर आंदोलन, स्पर्श और तापमान को महसूस करने में सक्षम हैं।
"हमारे शोध नरम रोबोटिक्स में एक मूलभूत अग्रिम का प्रतिनिधित्व करते हैं," रयान ट्रूबी, कागज के पहले लेखक और हाल ही में पीएचडी। एसईएएस में स्नातक। "हमारा विनिर्माण प्लेटफ़ॉर्म जटिल संवेदी रूपांकनों को आसानी से सॉफ्ट रोबोट सिस्टम में एकीकृत करने में सक्षम बनाता है।"
कठोर संरचना के कारण सेंसर को एकीकृत करने में समस्या का सामना करने के कारण शोधकर्ताओं ने 3 डी-प्रिंटर का उपयोग करके एक कार्बनिक आयनिक तरल-आधारित प्रवाहकीय लिंक विकसित किया।
"आज तक, सॉफ्ट रोबोटिक्स में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एकीकृत सेंसर / एक्ट्यूएटर सिस्टम काफी अल्पविकसित रहे हैं," एसईएएस के पूर्व पोस्टडॉक्टरल साथी और पेपर के सह-लेखक माइकल वेनर ने कहा। "इन सॉफ्ट सिस्टम के भीतर आयनिक तरल सेंसर को सीधे प्रिंट करके, हम डिवाइस डिजाइन और निर्माण के लिए नए रास्ते खोलते हैं जो अंततः नरम रोबोटों के सच्चे बंद-लूप नियंत्रण की अनुमति देगा।"
"यह काम एम्बेडेड 3 डी प्रिंटिंग द्वारा वहन योग्य क्षमताओं को सक्षम करने के नवीनतम उदाहरण का प्रतिनिधित्व करता है - हमारी प्रयोगशाला द्वारा अग्रणी एक तकनीक है," लुईस ने कहा।
"इस विधि का कार्य और डिज़ाइन लचीलापन अद्वितीय है," ट्रूबे ने कहा। "यह नई स्याही हमारे एम्बेडेड 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया के साथ संयुक्त है जो हमें एक एकीकृत सॉफ्ट रोबोटिक सिस्टम में सॉफ्ट सेंसिंग और एक्टिवेशन दोनों को संयोजित करने की अनुमति देती है।"
सेंसर के परीक्षण के लिए, शोधकर्ता की टीम ने एक नरम रोबोट ग्रिपर मुद्रित किया, जिसमें तीन नरम उंगलियां या एक्चुएटर शामिल थे। मुद्रास्फीति के दबाव को महसूस करने के लिए, वक्रता, संपर्क और तापमान शोधकर्ताओं ने ग्रिपर की क्षमता का परीक्षण किया। कई कॉन्टेक्ट सेंसरों द्वारा, ग्रिपर हल्का और गहरा स्पर्श महसूस कर सकता है।
"सॉफ्ट रोबोटिक्स आम तौर पर पारंपरिक मोल्डिंग तकनीकों द्वारा सीमित होता है, जो कि ज्यामिति विकल्पों को विवश करता है, या, वाणिज्यिक 3 डी प्रिंटिंग के मामले में, सामग्री का चयन जो हैम्पर्स डिजाइन विकल्पों को पसंद करता है," रॉबर्ट वुड, एसईएएस, कोर में इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज के चार्ल्स रिवर प्रोफेसर ने कहा। Wyss संस्थान के संकाय सदस्य, और कागज के सह-लेखक। "लुईस लैब में विकसित तकनीकों में क्रांति लाने का अवसर है कि रोबोट कैसे बनाए जाते हैं - क्रमिक प्रक्रियाओं से दूर जा रहे हैं और एम्बेडेड सेंसर और एक्ट्यूएटर्स के साथ जटिल और अखंड रोबोट बना रहे हैं।"
इसके अलावा, शोधकर्ता इन उपकरणों को अलग-अलग आकार, आकार, सतह की बनावट और तापमान को रखने के लिए मशीन लर्निंग की शक्ति का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं। शोध को अबिगेल ग्रॉस्कोफ, डैनियल वोग्ट, और सेबेस्टियन उज़ेल द्वारा सह-लेखक किया गया, और इसे हार्वर्ड एमआरएसईसी और वॉयस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पेक्टिंग इंजीनियरिंग के माध्यम से नेशनल साइंस फाउंडेशन से भी समर्थन मिला।