Новые мягкие пускатели могут сделать мягкие роботы менее громоздким

Инженеры из Калифорнийского университета Сан-Диего разработали способ создания мягких роботов, которые имеют компактный, портативный и многофункциональный. Продвижение стало возможным путем создания мягкие, трубчатые приводы движения которых управляется электрически, поэтому их легко интегрировать с мелкими электронными компонентами.

Как доказательство концепции, инженеры использовали эти новые приводы для создания мягкой, батарейка робот, который может ходить отвязанный на плоской поверхности и перемещения объектов. Они также построили мягкого захвата, которая может понять и подобрать мелкие предметы.

Команда, возглавляемая Калифорнийском университете в Сан-Диего механической и аэрокосмической инженерии профессор Shengqiang Кай, опубликовал работу октября. 11 в науке прогрессом.

Проблема с наиболее мягких приводов является то, что они приходят с громоздких установок. Это потому, что их движения контролируются откачки либо воздуха или жидкости внутри камер. Поэтому создание роботов с этими типами приводов потребуют привязывать их к насосам, большие источники питания и другое специализированное оборудование.

В текущем исследовании, инженеры Калифорнийского университета, Сан-Диего создали мягкие приводы, которые управляются с помощью электричества. «Эта особенность делает наши трубчатые приводы совместимы с наиболее недорогих, коммерчески доступных электронных устройств и батареек», — сказал Цай.

Приводы изготавливаются из типа материала, используемого для искусственных мышц роботов, называемые жидкокристаллические эластомеры. Они состоят из молекулы жидких кристаллов, внедренных в сеть эластичный полимер. Особенность этих материалов они меняют форму, двигаться и сжиматься в ответ на раздражители, такие как тепло или электричество-аналогично тому, как мышцы сокращаются в ответ на сигналы, поступающие от нервных клеток.

Для построения каждого привода, инженеры зажаты три нагревательных проводов между двух тонких пленок жидких кристаллов резина. Материал затем свернуть в трубочку, предварительно растягивается и подвергается воздействию ультрафиолетового света.

Каждый нагревательный провод можно управлять независимо, чтобы согнуть трубу в шести разных направлениях. Когда электрический ток проходит через один или два провода, нагревает трубки и делает изгиб в сторону проводов. Когда ток через все три провода, все контракты пробки, укорочение длины. Когда электричество отключается, трубка медленно остывает и возвращается к своей первоначальной форме.

«С помощью внешнего электрического потенциала позволяет легко запрограммировать положение каждого трубчатого привода», — сказал первый автор Qiguang он, механической и аэрокосмической инженерии аспирант в школе Калифорнийского университета, Сан-Диего Jacobs в технических.

Объединение нескольких приводов вместе позволило инженерам построить различные типы мягких роботов. Они построили отвязанный, шагающий робот с помощью четырех приводов, как ноги. Этот робот питается от небольшой литиевой/полимерной батареи на борту. Они также построили мягкий захват посредством трех приводов, как пальцы.

Каждый робот имеет на борту микроконтроллер, в котором инженеры запрограммировали последовательность электрически контролируемых движений для приводов. Это позволяет роботам двигаться самостоятельно.

Команда сейчас работают над созданием мягких пускателей, которые могут двигаться быстрее. Нынешние приводы займет около 30 секунд, чтобы полностью согнуть и контракт, и до четырех минут, чтобы вернуться к своей первоначальной формы. Это потому, что материала требуется немного времени, чтобы полностью нагреться и остыть. Конечная цель-сделать приводы, которые могут сокращаться и расслабляться так быстро, как мышцы человека, сказал он.

Эта работа была поддержана Управлением военно-морских исследований (Грант N00014-17-1-2062) и Национального научного фонда (грант СМГИ-1554212). Эта работа была выполнена частично в инфраструктуру нанотехнологий Сан-Диего (SDNI) в Калифорнийском университете в Сан-Диего, член национальной инфраструктуры в сфере нанотехнологий координат, в которой при поддержке Национального научного фонда (грант САОР-1542148).

сделать разницу: спонсорские возможности