Sisällysluettelo[Piilottaa][Näytä]
Mitä tulee mieleen, kun kuulet sanan "robotiikka"? Useimmat ihmiset kuvittelevat metallikoneen, joka toimii sähköllä. Vaikka tieteiskirjallisuudessa yleisesti nähtyjen robottien saavuttamiseksi tehdään monia edistysaskeleita, on olemassa toinen robotiikan ala, joka saattaa yllättää sinut.
Viime vuosina kiinnostus pehmeärunkoiseen robotiikkaan on lisääntynyt. Tämän tyyppisiä robotteja voidaan saavuttaa eri tavoin. Yleisenä teemana on kuitenkin joustavien materiaalien käyttö robottien luomiseksi, jotka ovat sekä turvallisia että mukautuvia erilaisiin tilanteisiin.
Perinteiset jäykärunkoiset robotit, kuten puoliautomaattisessa tehtaassa, eivät usein sovellu hyvin tiettyihin ympäristöihin. Tämäntyyppiset robotit luottavat yleensä tarkkoihin liikkeisiin ja algoritmeihin törmäysten estämiseksi. Käytetty materiaali voi myös tehdä siitä vaarallisen, kun sitä käytetään ihmisten läheisyydessä.
Maailmassa on monia tutkimuslaboratorioita, jotka yrittävät luoda ihanteellisia pehmeävartalorobotteja.
Tässä blogissa tarkastellaan Kiinan Hongkongin yliopiston viimeaikaista kehitystä – niin sanottua magneettista limarobottia. Tutustumme myös uuden teknologian käytännön sovelluksiin ja sen nykyisiin rajoituksiin.
Mikä on Soft Robotics?
Pehmeä robotiikka on robotiikan osa-alue, jonka tavoitteena on suunnitella ja kehittää robotteja, jotka koostuvat yhteensopivista materiaaleista.
Mitä tarkoitamme mukautumisella? Termi "yhteensopiva" koneenrakennuksessa viittaa mekanismiin, joka saa aikaan liikkeen elastisen muodonmuutoksen kautta. Tämä on toisin kuin tyypilliset jäykät rungot, joita saatat nähdä nykyisissä roboteissa.
Vaikka monet jäykkärunkoiset robotit käyttävät pehmeitä komponentteja strategisesti, pehmeän robotiikan tutkimus tähtää yleensä täysin pehmeään koneeseen.
Saatat ihmetellä, kuinka pehmeä robotti liikkuisi. Tutkijat joutuivat kehittämään uusia tapoja ohjata pehmeitä robotteja ilman metallirunkoa, joka on yleinen monissa jäykissä roboteissa.
Jotkut tutkijat käyttävät sähköstaattista voimaa muuttaakseen materiaalien muotoa. Muut pehmeät robotit käyttävät erityisiä polymeerejä, jotka voivat muuttaa muotoaan, kun materiaaliin johdetaan lämpöä. Nämä materiaalit muistavat alkuperäisen muotonsa useiden lämpötilamuutosten jälkeenkin.
Magneettisen toiminnan käyttäminen
Tutkijat ovat myös tutkineet pehmeiden robottien luomista, jotka toimivat magneettisesti. Hongkongin kiinalaisen yliopiston tutkijat ovat edelläkävijöitä pehmeärunkoisten robottien uusi muoto jotka käyttävät magneetteja ohjaamaan ei-newtonilaista nestepohjaista "lima"-robottia.
Tutkijat yrittivät käyttää erityyppistä materiaalia kuin aikaisemmissa magneettisia pehmeärunkoisia robotteja koskevissa tutkimuksissa.
Aikaisemmissa tutkimuksissa käytettiin silikonia tai ferronestettä, joka tuli rajoitustensa kanssa. Elastomeeripohjaisilla tai silikonipehmeillä roboteilla oli rajallinen muotoutuvuus, kun taas ferronestettä pidettiin liian epävakaana moniin käyttötapauksiin.
Hongkongin tutkijat loivat liman, joka oli valmistettu polyvinyylialkoholin (PVA) ja booraksin seoksesta. Nesteeseen on sekoitettu pieniä magneettisia hiukkasia, joiden avulla tutkijat pystyivät manipuloimaan nestettä magneettikentän avulla.
Ei-newtonilaisella nesteellä oli itsestään parantavia ominaisuuksia, jotka mahdollistivat robotin yhdistymisen muihin erillisiin osiin ja yhdistymisen kokonaisuudeksi.
Sovellukset ja rajoitukset
Robotin kyky navigoida kapeita kanavia pitkin on johtanut joihinkin mahdollisiin sovelluksia terveydenhuollon alalla.
Esimerkiksi ihminen voisi niellä limarobotin ja käyttää sitä haitallisten esineiden poistamiseen ilman leikkausta.
Tutkijat ovat myös osoittaneet artikkelissaan, että käytetty neste on myös johtavaa. Tämä tarkoittaa, että magneettinen lima voi toimia piirikytkimenä ja mahdollisesti keinona korjata vaurioituneet piirit.
Magneettinen lima voisi toimia liiketunnistimena, joka voi mukautua taipumaan ja dynaamisiin mekaanisiin ympäristöihin.
Vaikka kaikki nämä sovellukset ovat lupaavia, ne ovat parhaimmillaan edelleen ehdotuksia, ja limarobotin suorituskyvyn parantamiseksi on tehtävä lisää tutkimusta.
Tutkijat ovat todenneet, että lima itsessään on myrkyllistä eikä tällä hetkellä sovellu käytettäväksi ihmiskehossa. Magneettiset hiukkaset, jotka hallitsevat limaa, tekevät limarobotista myrkyllisen. Tutkijoiden piti lisätä kerros piidioksidipinnoitetta, jotta liman käyttö olisi turvallista.
Yhteenveto
Pehmeän robotiikan ala on vielä suhteellisen uusi, mutta näyttää jo lupaavalta. Pehmeärunkoisten robottien mahdollinen käyttö lääketieteellisissä ja kirurgisissa sovelluksissa voi johtaa enemmän ihmishenkien pelastukseen. Ajatus puetettavista pehmeistä roboteista voisi mahdollisesti auttaa vammaisia.
Olin jopa hämmästynyt siitä, että NASAn tutkijat ovat alkaneet kehittää pehmeärunkoiset robotit, jotka auttavat astronauteja pysymään turvassa kiertoradalla.
Toivottavasti lisää tutkimusta avaa pehmeärunkoisen robotiikan täyden potentiaalin maailmassa, jossa ihmiset ovat luottaneet yhä enemmän koneisiin.
Mitä mieltä olet pehmeän robotiikan tulevaisuudesta?
Jätä vastaus