Co se vám vybaví, když slyšíte slovo „robotika“? Většina lidí si představí kovový stroj, který běží na elektřinu. I když bylo učiněno mnoho pokroků, aby bylo dosaženo typů robotů běžně k vidění ve sci-fi, existuje další odvětví robotiky, které by vás mohlo překvapit.
V posledních několika letech vzrostl zájem o robotiku s měkkým tělem. Tyto typy robotů lze dosáhnout různými způsoby. Společným tématem je však použití elastických materiálů k vytvoření robotů, které jsou bezpečné a přizpůsobitelné v různých kontextech.
Tradiční roboty s pevným tělem, jaké můžete najít v poloautomatické továrně, se často do určitých prostředí nehodí. Tyto typy robotů se obvykle spoléhají na přesné pohyby a algoritmy, aby zabránily kolizím. Použitý materiál může být také nebezpečný při použití v blízkosti lidí.
Na celém světě existuje mnoho výzkumných laboratoří, které se snaží vytvořit ideálního robota s měkkými těly.
V tomto blogu se podíváme na nedávný vývoj z Čínské univerzity v Hong Kongu – takzvaného magnetického slizového robota. Prozkoumáme také praktické aplikace nové technologie a její současná omezení.
Co je měkká robotika?
Soft robotics je podobor robotiky, jehož cílem je navrhovat a vyvíjet roboty, které jsou složeny z vyhovujících materiálů.
Co rozumíme pod pojmem vyhovění? Termín „vyhovující“ ve strojírenství označuje typ mechanismu, který dosahuje pohybu prostřednictvím elastické deformace. To je v kontrastu s typickými tuhými tělesy, které můžete vidět u současných robotů.
Zatímco mnoho robotů s pevným tělem používá měkké součásti strategicky, výzkum v oblasti měkké robotiky se obecně zaměřuje na plně měkký stroj.
Možná se ptáte, jak by se pohyboval měkký robot. Výzkumníci museli vymyslet nové způsoby ovládání měkkých robotů bez kovového rámu běžného u mnoha pevných robotů.
Někteří výzkumníci používají elektrostatickou sílu ke změně tvaru materiálů. Jiné měkké roboty používají speciální polymery, které dokážou změnit tvar, když je do materiálu zavedeno teplo. Tyto materiály si zapamatují svůj původní tvar i po mnoha teplotních změnách.
Použití magnetického ovládání
Vědci se také zabývali vytvořením měkkých robotů, kteří jsou magneticky ovládaní. Výzkumníci z Čínské univerzity v Hongkongu jsou průkopníky a nová forma robotů s měkkým tělem které používají magnety k ovládání nenewtonského fluidního „slizového“ robota.
Vědci se pokusili použít jiný typ materiálu z předchozího výzkumu magnetických robotů s měkkým tělem.
Předchozí výzkum používal silikon nebo ferrofluid, který přišel s jejich omezeními. Měkké roboty na bázi elastomeru nebo silikonu měly omezenou deformovatelnost, zatímco ferrofluid byl pro mnoho případů použití považován za příliš nestabilní.
Hongkongští vědci vytvořili sliz vyrobený ze směsi polyvinylalkoholu (PVA) a boraxu. Do tekutiny jsou přimíchány drobné magnetické částice, které výzkumníkům umožnily manipulovat s tekutinou pomocí magnetického pole.
Nenewtonská tekutina měla samoléčebné vlastnosti, které umožnily robotovi spojit se s dalšími samostatnými částmi a spojit je do celku.
Aplikace a omezení
Schopnost robota procházet úzkými kanály vedla k některým možným aplikace v oblasti zdravotnictví.
Například slizový robot by mohl být požit člověkem a použit k extrakci škodlivých předmětů bez použití chirurgického zákroku.
Vědci ve svém článku také prokázali, že použitá tekutina je také vodivá. To znamená, že magnetický sliz může fungovat jako spínač obvodu a případně jako prostředek k opravě poškozených obvodů.
Magnetický sliz by mohl fungovat jako snímač pohybu, který se dokáže přizpůsobit ohybu a dynamickému mechanickému prostředí.
I když jsou všechny tyto aplikace slibné, stále jsou přinejlepším návrhy a bude třeba provést další výzkum, aby se výkon slizového robota dále zlepšil.
Vědci poznamenali, že samotný sliz je toxický a v současné době není vhodný pro použití v lidském těle. Magnetické částice, které řídí sliz, činí slizového robota toxickým. Výzkumníci potřebovali přidat vrstvu oxidu křemičitého, aby bylo použití slizu bezpečné.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Oblast měkké robotiky je stále relativně nová, ale již nyní je hodně slibná. Potenciální použití robotů s měkkým tělem v lékařských a chirurgických aplikacích by mohlo vést k dalším zachráněným životům. Myšlenka nositelných měkkých robotů by mohla potenciálně pomoci lidem s postižením.
Byl jsem dokonce ohromen, že vědci NASA začali Rozvíjet roboty s měkkým tělem, které pomohou astronautům zůstat na oběžné dráze v bezpečí.
Doufejme, že další výzkum odhalí plný potenciál robotiky s měkkým tělem ve světě, kde lidé stále více důvěřují strojům.
Co si myslíte o budoucnosti měkké robotiky?
Napsat komentář