Kazalo[Skrij][Pokaži]
Na kaj pomislite, ko slišite besedo "robotika"? Večina ljudi bi si predstavljala kovinski stroj, ki deluje na elektriko. Medtem ko je narejenih veliko napredkov, da bi dosegli vrste robotov, ki jih običajno vidimo v znanstveni fantastiki, obstaja še ena veja robotike, ki bi vas lahko presenetila.
V zadnjih nekaj letih se je povečalo zanimanje za robotiko z mehkim telesom. Te vrste robotov je mogoče doseči na različne načine. Vendar pa je skupna tema uporaba elastičnih materialov za ustvarjanje robotov, ki so hkrati varni in prilagodljivi v različnih kontekstih.
Tradicionalni roboti s togimi telesi, kot jih lahko najdete v polavtomatizirani tovarni, pogosto niso najbolj primerni za določena okolja. Te vrste robotov se običajno zanašajo na natančne premike in algoritme za preprečevanje trkov. Uporabljeni material je lahko tudi nevaren, če se uporablja v bližini ljudi.
Po vsem svetu obstaja veliko raziskovalnih laboratorijev, ki poskušajo ustvariti idealnega robota z mehkimi telesi.
V tem blogu si bomo ogledali nedavni razvoj kitajske univerze v Hongkongu – tako imenovani magnetni sluzni robot. Raziskali bomo tudi praktično uporabo nove tehnologije in njene trenutne omejitve.
Kaj je mehka robotika?
Mehka robotika je podpodročje robotike, katerega cilj je načrtovanje in razvoj robotov, ki so sestavljeni iz skladnih materialov.
Kaj mislimo s skladnim? Izraz "skladen" v strojništvu se nanaša na vrsto mehanizma, ki doseže gibanje z elastično deformacijo. To je v nasprotju s tipičnimi togimi telesi, ki jih lahko vidite pri trenutnih robotih.
Medtem ko mnogi roboti s togim telesom strateško uporabljajo mehke komponente, si raziskave v mehki robotiki na splošno prizadevajo za popolnoma mehke stroje.
Morda se sprašujete, kako bi se premikal mehki robot. Raziskovalci so morali oblikovati nove načine za nadzor mehkih robotov brez kovinskega okvirja, ki je pogost pri mnogih togih robotih.
Nekateri raziskovalci uporabljajo elektrostatično silo za spreminjanje oblike materialov. Drugi mehki roboti uporabljajo posebne polimere, ki lahko spremenijo obliko, ko je materialu dovedena toplota. Ti materiali si bodo zapomnili prvotno obliko tudi po številnih temperaturnih spremembah.
Uporaba magnetne aktivacije
Raziskovalci so preučevali tudi ustvarjanje mehkih robotov, ki se poganjajo z magnetom. Raziskovalci s kitajske univerze v Hongkongu so pionirji a nova oblika robotov z mehkim telesom ki uporabljajo magnete za krmiljenje ne-newtonskega "sluznega" robota na osnovi tekočine.
Raziskovalci so poskušali uporabiti drugačno vrsto materiala iz prejšnjih raziskav o magnetnih robotih z mehkim telesom.
Predhodne raziskave so uporabljale silikon ali ferrofluid, ki je bil priložen s svojimi omejitvami. Mehki roboti na osnovi elastomerov ali silikona so imeli omejeno deformabilnost, medtem ko se je ferofluid zdel preveč nestabilen za številne primere uporabe.
Hongkonški raziskovalci so ustvarili sluz iz mešanice polivinil alkohola (PVA) in boraksa. V tekočino so vmešani drobni magnetni delci, ki so raziskovalcem omogočili manipulacijo tekočine z uporabo magnetnega polja.
Ne-Newtonova tekočina je imela samozdravilne lastnosti, ki so robotu omogočile povezavo z drugimi ločenimi deli in združevanje v celoto.
Aplikacije in omejitve
Robotova sposobnost krmarjenja skozi ozke kanale je privedla do nekaterih možnih aplikacije na področju zdravstva.
Sluznega robota bi lahko na primer zaužil človek in ga uporabil za ekstrakcijo škodljivih predmetov brez uporabe operacije.
Raziskovalci so v svojem članku tudi pokazali, da je uporabljena tekočina tudi prevodna. To pomeni, da lahko magnetna sluz deluje kot stikalo vezja in morda kot sredstvo za popravilo poškodovanega vezja.
Magnetna sluz bi lahko delovala kot senzor gibanja, ki se lahko prilagodi upogibanju in dinamičnim mehanskim okoljem.
Čeprav so vse te aplikacije obetavne, so v najboljšem primeru še vedno predlogi in bo treba opraviti več raziskav, da bi še izboljšali delovanje sluznega robota.
Raziskovalci so ugotovili, da je sluz strupena in trenutno ni primerna za uporabo v človeškem telesu. Zaradi magnetnih delcev, ki nadzorujejo sluz, je sluzni robot strupen. Raziskovalci so morali dodati plast kremenčevega premaza, da bi bila sluz varna za uporabo.
zaključek
Področje mehke robotike je še razmeroma novo, a že veliko obeta. Potencialna uporaba robotov z mehkim telesom v medicinskih in kirurških aplikacijah bi lahko vodila do več rešenih življenj. Zamisel o nosljivih mehkih robotih bi lahko pomagala ljudem s posebnimi potrebami.
Bil sem celo presenečen, da so Nasini znanstveniki začeli Razvoj roboti z mehkimi telesi, ki astronavtom pomagajo ostati varni med orbito.
Upajmo, da bo več raziskav sprostilo polni potencial robotike z mehkim telesom v svetu, kjer ljudje vedno bolj zaupamo strojem.
Kaj menite o prihodnosti mehke robotike?
Pustite Odgovori