اعطای حس لامسه به ربات‌ها با فناوری جدید چاپ ۳بعدی (+فیلم)

موبنا – در دنیای رباتیک، زمینه “رباتیک نرم”(Soft Robotics) گسترش قابل توجهی را آغاز کرده است. این ربات‌های منحصر به فرد در رسوخ و عملکرد در فضاهای تنگ و بسته مهارت دارند و به داشتن سازه‌های قابل انعطاف که اغلب از طبیعت الهام گرفته شده است، مشهور هستند.
یک گروه از مهندسین دانشگاه هاروارد حس لامسه را برای این ربات‌های نرم طبیعی به ارمغان آورده است.
این کار مهندسان هاروارد یکی از اولین روش‌هایی است که ربات‌ها توسط آن می‌توانند واکنش داشته باشند و جهان اطراف خود را احساس کنند.
محققان کار خود را در مجله Advanced Materials منتشر کرده‌اند و در آن جزئیات نحوه تشخیص حرکت، فشار، لمس و دما را توسط حسگرها به طور دقیق مشخص کرده‌اند.

“رایان تروبی”، یکی از اعضای گروه گفت: تحقیقات ما نشان دهنده یک پیشرفت اساسی در رباتیک نرم است. پلتفرم تولید، ما را قادر می‌سازد نقاط حساس پیچیده را به راحتی به سیستم‌های رباتیک نرم متصل کنیم.

در حالی که پیشرفت‌های زیادی در مقیاس و انعطاف‌پذیری رباتیک نرم اتفاق افتاده است، حسگرها تا حد زیادی هنوز برای مهندسان رباتیک یک چالش باقی مانده‌اند. این عمدتا به این دلیل است که حسگرها اغلب سفت و سخت هستند.

بنابراین، با وجود انعطاف‌پذیری و سهولت حرکت برای یک ربات نرم، سنسورها حرکت ربات را محدود می‌کنند.

محققان برای غلبه بر این معضل به جای یک سنسور سخت‌افزاری سنتی، یک جوهر رسانا بر پایه یون مایع ساختند. این جوهر می‌تواند در هر چاپگر ۳بعدی قرار داده شود و در داخل بدن نرم ربات‌ها چاپ شود.

“مایکل ونر”، یکی از همکاران در این مقاله گفت: تا به امروز، بیشتر سیستم‌های سنسور یکپارچه/محرک مورد استفاده در رباتیک نرم کاملا ابتدایی بوده‌اند. با چاپ مستقیم سنسورهای مایع یونی در این سیستم‌های نرم، راه‌های جدیدی را برای طراحی و ساخت دستگاه‌ها باز می‌کنیم که در نهایت اجازه می‌دهد تا کنترل کامل ربات‌های نرم را ممکن سازیم.

گروه برای تست ابداع خود به آزمایشگاه زیست‌شناسی استاد “جنیفر لوئیس” رفتند. “لوئیس” به عنوان استاد مهندسی بیولوژی در “SEAS” و عضو اصلی موسسه “Wyss” خدمت می‌کند. وی گفت که تکنیک چاپ ۳بعدی می‌تواند جوهر حسی را با ساختارهای نرم بدن ربات همگام کند.

“لوئیس” گفت: این کار نشان‌دهنده آخرین نمونه از توانایی‌های امکانپذیر است که توسط چاپ ۳بعدی جاسازی شده و یک روش پیشگام است.

محققان یک گیره رباتیک با سه محرک برای تست کردن پاسخ جوهر چاپ کردند. محققان سنسورهای تماس چندگانه را برای ارائه یک گیره با کارایی لمس بیشتر جاگذاری کردند.

“تروبی” گفت: طراحی انعطاف‌پذیر و عملکرد این روش بی‌نظیر است. این جوهر جدید همراه با پردازش چاپ ۳بعدی، ما را قادر می‌سازد تا هم حس لامسه و هم عملکرد حرکتی را در یک سیستم یکپارچه رباتیک نرم ترکیب کنیم.

محققان می‌خواهند تحقیق روی کاربردهای این جوهر را گسترش دهند و به طور بالقوه آن را به عناصر دیگر رباتیک چاپ ۳بعدی اعمال کنند.

“رابرت وود” پروفسور علوم مهندسی و کاربردی در “SEAS” و عضو هیات علمی موسسه “Wyss” گفت: رباتیک نرم معمولا توسط تکنیک‌های قالب‌بندی معمولی محدود می‌شود که انتخاب هندسی را محدود می‌کند و یا در مورد چاپ ۳بعدی تجاری، انتخاب مواد مانع باز بودن دست طراح می‌شود.

وی افزود: تکنیک‌های توسعه‌یافته در آزمایشگاه “لوئیس”، فرصتی را برای انقلاب در ساخت ربات‌ها ایجاد می‌کند، چرا که دوری از فرایندهای ترتیبی و ساخت ربات‌های پیچیده و یکپارچه با سنسورهای سفت جاسازی شده را میسر می‌کند.

 منبع: ایسنا