روبوتات ناعمة يمكنها استشعار اللمس والضغط والحركة ودرجة الحرارة
روبوت ناعم مستوحى من الطبيعة يمكنه الزحف والسباحة وحمل الأشياء الحساسة وأيضًا مساعدة القلب النابض الذي تم اختراعه في جامعة هارفارد. طور باحثون من كلية هارفارد جون أ.بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) ومعهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا منصة لإنشاء روبوت ناعم مزود بجهاز استشعار مدمج. أجهزة الاستشعار قادرة على استشعار الحركة واللمس ودرجة الحرارة.
قال رايان تروبي ، المؤلف الأول للورقة البحثية وحديث الدكتوراه: "يمثل بحثنا تقدمًا تأسيسيًا في مجال الروبوتات اللينة". تخرج في SEAS. "تتيح منصة التصنيع الخاصة بنا دمج أشكال الاستشعار المعقدة بسهولة في الأنظمة الروبوتية اللينة."
طور الباحثون رابطًا موصلًا أيونيًا سائلًا عضويًا باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد بسبب مواجهة مشكلة في دمج المستشعر بسبب الهيكل الصلب.
قال مايكل وينر ، زميل ما بعد الدكتوراه السابق في SEAS والمؤلف المشارك للورقة البحثية: "حتى الآن ، كانت معظم أنظمة الاستشعار / المشغل المتكاملة المستخدمة في الروبوتات اللينة بدائية للغاية". "من خلال طباعة مستشعرات السوائل الأيونية مباشرة داخل هذه الأنظمة اللينة ، نفتح طرقًا جديدة لتصميم الأجهزة وتصنيعها مما سيسمح في النهاية بالتحكم الحقيقي في الحلقة المغلقة للروبوتات اللينة."
قال لويس: "يمثل هذا العمل أحدث مثال على القدرات التمكينية التي توفرها الطباعة ثلاثية الأبعاد المضمنة - وهي تقنية ابتكرها مختبرنا".
قال تروبي: "إن وظيفة ومرونة تصميم هذه الطريقة لا مثيل لها". "يتيح لنا هذا الحبر الجديد جنبًا إلى جنب مع عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد المضمنة لدينا الجمع بين كل من الاستشعار الناعم والتشغيل في نظام آلي واحد متكامل."
لاختبار أجهزة الاستشعار ، قام فريق الباحث بطباعة قابض آلي ناعم يتكون من ثلاثة أصابع ناعمة أو مشغلات. لاستشعار ضغط التضخم والانحناء والتلامس ودرجة الحرارة ، قام الباحثون باختبار قدرة القابض. من خلال مستشعرات الاتصال المتعددة المدمجة ، يمكن للمقبض استشعار الضوء واللمسات العميقة.
قال روبرت وود ، أستاذ الهندسة والعلوم التطبيقية في مدرسة تشارلز ريفر في مركز SEAS ، Core عضو هيئة تدريس في معهد Wyss ، ومؤلف مشارك في البحث. "تمتلك التقنيات التي تم تطويرها في مختبر لويس فرصة لإحداث ثورة في كيفية إنشاء الروبوتات - الابتعاد عن العمليات المتسلسلة وإنشاء روبوتات معقدة ومتجانسة مع أجهزة استشعار ومشغلات مدمجة."
علاوة على ذلك ، يأمل الباحثون في استخدام قوة التعلم الآلي لتدريب هذه الأجهزة على حمل أشياء مختلفة الحجم والشكل وملمس السطح ودرجة الحرارة. شارك في تأليف البحث أبيجيل جروسكوف ودانييل فوغت وسيباستيان أوزيل ، كما حصل على دعم من مؤسسة العلوم الوطنية من خلال جامعة هارفارد MRSEC ومعهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا.