Мягких роботов для всех

Мягкие роботы не всегда могут конкурировать с жесткого. Их твердые братья доминировать сборочных линий, выполнять сальто, танцевать Бруно Марса «Аптаун фанк» летать, нырять, ходить сквозь вулканы.

Но каждый год, мягкие роботы получают новые способности. Они научились прыгать, извиваться, и сцепление. И, в отличие от жестких роботов, они могут обрабатывать помидоры без синяков плод, выплывут невредимым после того, как его сбил автомобиль, и путешествие через излучение, зонах бедствия, и космического пространства с несколько шрамов. Для людей и животных, у них есть «кооперативные» функция: мягкое прикосновение.

Недавно, исследователи в лаборатории Джорджа М. Уайтсайдса, в Вудфорд и Энн Л. А. Цветков университетские профессора, уже изобрели мягкую замены для последних трудных деталей, необходимых для сборки робота. Вместо электричества и проводов, сжатый воздух расширяется и сжимается резиновые надувные для создания движения, мягкие клапанов заменить жесткий, и мягкий цифровая логика повторяет те же возможности электронно-вычислительной машины.

Теперь, последний мягкий изобретения докторской ученый Даниэль Престон дает эти роботы новые, сложные движения. Как и первый автор на изучении опубликованном в науке роботехники, он впервые вводит мягкий кольцевого генератора, который дает мягкий роботов возможность крена, волнообразно, вроде, счетчик жидкости, и глотать.

«Это еще один инструмент в панели инструментов, чтобы сделать эти умные, мягких роботов без всякой электроники, и без каких-либо жестких клапанов», — говорит Престон.

До сих пор кольцо осцилляторов были сделаны с электронными транзисторами или микрофлюидики. Электроника всегда требуют жестких компонентов. Большинство микрофлюидика тоже. Многие используют стекло для их водо-водяной или воздушной систем и требуют тонких каналов, которые могут обрабатывать только очень низкой скорости потока, ограничение скорости работы. Крошечные микрофлюидальные системы может достигать более высоких частотах, чем макромасштабе пневматические Престон кольцевого генератора, но его команда уже есть чертежи, чтобы подправить свои мягкие системы для достижения большей скорости, если это необходимо.

Мягкое кольцо осциллятор, как и все кольцо осцилляторы — опирается на инвертор («не» цифровая логика ворота). Инверторы Престона, например, манипулировать давления воздуха в резиновые трубки его робота: если на входе высокое давление, на выходе будет низкое давление и наоборот. Когда три, или любое нечетное число, стробов соединены в кольцо, в одни ворота смены запускает следующий, который запускает следующий, и так далее.

«Холодный ответ, который вы получаете, когда вы объединяете нечетное число эти инверторы в цикле является нестабильность, которая обошла весь цикл», — говорит Престон. Как пружинка, которая разрушается для того, чтобы весной вниз по лестнице, одним движением искр следующий, создавая постоянном темпе, без необходимости еще один толчок.

Чтобы проверить, что мягкое кольцо генератора может делать, Престон и его команда создали пять мягких роботов прототипов. Каждая из них использует один, постоянного источника воздушного давления, чтобы запустить три пневматические приводы (инверторы).

Один прототип подталкивает мяч в кольцо. Еще колышется сцену, чтобы сохранить бисер двух разных размеров подвижного состава от края. В конце концов, все мелкие шарики падают через отверстие в сторону сцены. Они в себе разобраться.

«Кольцо осциллятор-это очень хорошо для вещей, как качки», — говорит Престон. Прокатка требует координации ряда действий во времени. Один вход и выход не хватит. Например, чтобы получить их гексагональной пены робот наклоняется вперед, кольцо осциллятор помогает надуть воздушный шар за робота и выкачать один спереди в то же самое время. Скоординированный нажим-и-релиз сдвигает шестигранник вперед снова и снова, как шары надуть и выкачать в идеальной синхронизации.

Еще один прототип обеспечивает более ощутимые цели. Текстильной основе рукавом, оборачивается вокруг голени и закрепляется на липучке, оказывает скоординированного давления, «откачки» жидкости вверх по ноге.

Согласно последним исследованиям, подобная «прокачка» движение улучшает симптомы лимфостаз и хроническая венозная болезнь лучше, чем простое сжатие. Устройство также может помочь медсестры, официанты, и сотрудники полиции не допустить тромбоза глубоких вен, в результате долгой работы вахтовым методом на уставшие ноги.

Прежде чем начать клинические испытания за их рукава, команда хочет оценить интерес. Если достаточное количество людей жаждут мягче, менее дорогой способ, чтобы облегчить и предотвратить симптомы, продукт может просто найти достаточно большой рынок, заслуживают дальнейшего исследования.

Низкая стоимость материалов Престона — резиноподобные силиконовые эластомеры — делают их идеальными для более, чем просто недорого на дому. Биосовместимые одноразовые, мягкий и стерильный версии может быть использован для лабораторных экспериментов, доставки лекарств, или даже медицинскими устройствами внутри организма такой рукав, который помогает сердцу биться. Окончательный прототип Престон можете отсортировать три разноцветных жидкостей на основе заранее определенной последовательности и время, инструмент, который может оказаться полезным для химиков.

Хотя все прототипы Престон изготавливаются только с мягкими материалами, они еще не отвязанный: всем полагаться на постоянный источник сжатого воздуха. Пока Престон и его коллеги имеют несколько решений для этого, слишком. На рукав ногой, пациенты могли обеспечить свою собственную воздухом с помощью ручного насоса, как те, которые используются, чтобы измерить артериальное давление. И мягкие роботы в окопах могли использовать мобильные баллончики с углекислым газом, привязали на как рюкзак, или газогенераторные химические реакции, чтобы установить бота в движении.

Но Престон ожидает, что его новый инструмент достичь гораздо больше, чем приложения продемонстрировал в своих пяти прототипов. Поскольку в статье описывается, как копировать и подгонять конструкцию, он надеется, что другие лаборатории будут найти еще используются. «Люди могут использовать мягкое кольцо генератора Для много различных применений в мягкой робототехники, некоторые из которых мы, возможно, не даже думал или предполагал сделать.»

сделать разницу: спонсорские возможности