Зміст[Сховати][Показати]
Що спадає на думку, коли ви чуєте слово «робототехніка»? Більшість людей уявили б металеву машину, яка працює від електрики. Хоча багато досягнень досягнуто для створення типів роботів, які зазвичай можна побачити в науковій фантастиці, є ще одна галузь робототехніки, яка може вас здивувати.
В останні кілька років зріс інтерес до м’якої робототехніки. Ці типи роботів можуть бути створені різними способами. Однак загальною темою є використання еластичних матеріалів для створення роботів, які є одночасно безпечними та адаптованими в різноманітних контекстах.
Традиційні роботи з жорстким корпусом, такі як те, що можна знайти на напівавтоматизованому заводі, часто не підходять для певних умов. Ці типи роботів зазвичай покладаються на точні рухи та алгоритми для запобігання зіткненням. Використаний матеріал також може зробити його небезпечним при використанні поблизу людей.
У всьому світі є багато дослідницьких лабораторій, які намагаються створити ідеального робота з м’яким тілом.
У цьому блозі ми розглянемо нещодавню розробку Китайського університету Гонконгу – так званого магнітного слизового робота. Ми також вивчимо практичне застосування нової технології та її поточні обмеження.
Що таке Soft Robotics?
М’яка робототехніка — це підгалузь робототехніки, яка спрямована на проектування та розробку роботів, які складаються із сумісних матеріалів.
Що ми маємо на увазі під відповідним? Термін «податливий» у машинобудуванні відноситься до типу механізму, який досягає руху через пружну деформацію. Це на відміну від типових твердих тіл, які можна побачити в сучасних роботах.
У той час як багато роботів із жорстким корпусом використовують м’які компоненти стратегічно, дослідження в м’якій робототехніці загалом спрямовані на створення повністю м’якої машини.
Вам може бути цікаво, як би рухався м’який робот. Дослідникам довелося розробити нові способи керування м’якими роботами без металевого каркасу, типового для багатьох жорстких роботів.
Деякі дослідники використовують електростатичну силу для зміни форми матеріалів. Інші м’які роботи використовують спеціальні полімери, які можуть змінювати форму під час нагрівання матеріалу. Ці матеріали запам'ятають свою первісну форму навіть після багатьох змін температури.
Використання магнітного приводу
Дослідники також досліджували створення м’яких роботів, які керуються магнітом. Дослідники з Китайського університету Гонконгу є піонерами a нова форма м'якотілих роботів які використовують магніти для керування неньютонівським роботом-«слизом» на основі рідини.
Дослідники спробували використати матеріал, відмінний від попередніх досліджень магнітних роботів з м’яким тілом.
У попередніх дослідженнях використовувався силікон або ферорідина з їх обмеженнями. М’які роботи на основі еластомерів або силікону мали обмежену здатність до деформації, тоді як ферорідина вважалася надто нестабільною для багатьох випадків використання.
Дослідники з Гонконгу створили слиз із суміші полівінілового спирту (ПВС) і бури. У рідину змішані крихітні магнітні частинки, які дозволили дослідникам маніпулювати рідиною за допомогою магнітного поля.
Неньютонівська рідина мала властивості самовідновлення, які дозволяли роботу з’єднувати з іншими окремими частинами та об’єднувати в єдине ціле.
Застосування та обмеження
Здатність робота переміщатися через вузькі канали призвела до деяких можливих застосування в галузі охорони здоров'я.
Наприклад, слизового робота може проковтнути людина і використати для вилучення шкідливих об’єктів без хірургічного втручання.
Дослідники також показали у своїй роботі, що використовувана рідина також є електропровідною. Це означає, що магнітний слиз може діяти як перемикач ланцюга і, можливо, як засіб для ремонту пошкодженої схеми.
Магнітний слиз може діяти як датчик руху, який може адаптуватися до вигинів і динамічних механічних середовищ.
Незважаючи на те, що всі ці програми є багатообіцяючими, у кращому випадку все ще є пропозиціями, і потрібно буде провести додаткові дослідження, щоб покращити продуктивність слизового робота.
Дослідники відзначили, що слиз сам по собі токсичний і наразі непридатний для використання в організмі людини. Магнітні частинки, які контролюють слиз, роблять слизового робота токсичним. Дослідникам потрібно було додати шар кремнеземного покриття, щоб зробити слиз безпечним для використання.
Висновок
Область м’якої робототехніки все ще відносно нова, але вже багатообіцяюча. Потенційне використання роботів із м’яким корпусом у медицині та хірургії може призвести до збільшення кількості врятованих життів. Ідея м’яких роботів, які можна носити, потенційно може допомогти людям з обмеженими можливостями.
Я навіть був вражений тим, що вчені НАСА почали це робити розвивати роботи з м’яким тілом, щоб допомогти астронавтам залишатися в безпеці під час орбіти.
Сподіваємось, додаткові дослідження розкриють повний потенціал м’якої робототехніки у світі, де люди все більше довіряють машинам.
Що ви думаєте про майбутнє м'якої робототехніки?
залишити коментар