Harvard araştırmacıları pnömatik ahtapot inşa ediyor

Araştırmacılar Nature dergisindeki çalışmalarını açıklayan araştırmacılar, yumuşak robotiklerin insanların makinelerle etkileşime girme konusunda devrim yaratabileceğini söyledi. Tamamen uyumlu robotlar inşa etmek için önceki çabalar barikatlarla karşı karşıya kaldı. Diğer yumuşak gövdeli robotlar, sert güç kaynaklarını barındırır veya harici elektrik veya pnömatik sistemlere bağlanır.

“Yumuşak robotik alanında uzun zamandır devam eden bir vizyon, tamamen yumuşak olan robotlar yaratmaktı, ancak mücadele her zaman piller ve elektronik kontroller gibi sert bileşenleri analog yumuşak sistemlerle değiştirmek ve sonra hepsini bir araya getirmek olmuştur” dedi. Robert Wood, Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu'nda profesör. “Bu araştırma, daha karmaşık tasarımların temelini oluşturan basit, tamamen yumuşak bir robotun temel bileşenlerini kolayca üretebileceğimizi gösteriyor.”

Yaklaşık 7 cm çapında ve küçük bir ahtapot şeklinde biçimlendirilen cihaz, çeşitli sertlikteki silikon jellerden yapılmıştır. Harvard'ın octobot'u “pnömatik” tabanlı, basınç altında gazla çalışan, ancak basınçlı havayla değil. Bunun yerine, bir yakıt hücresindeki az miktarda% 50 hidrojen-peroksit çözeltisi, bir platin katalizörle reaksiyona girer ve sıvıyı, octobotun kollarına akan ve sekiz ayrı kolun içindeki bölmeleri şişiren büyük miktarda gaza dönüştürür. Daha sonra gazı boşaltmak, kolları orijinal konumlarına geri çeker.

Octobot elektronik kontrollere dayanmaz. Bunun yerine, araştırmacılar yumuşak akışkan bir kontrol cihazı olarak mikroakışkan mantığı ve kalıplanmış, elastomerik bir robot gövdesi içindeki pnömatik ağları üretmek için çok malzemeli, gömülü bir 3D baskı yöntemini kullandılar. Bir karma montaj yaklaşımı, ekibin, yumuşak bir robotun özerk, çözümsüz çalışması için gerekli olan bir dizi malzemeyi ve fonksiyonel elemanları hızlı bir şekilde üretmek için yumuşak litografi, kalıplama ve 3D baskı kullanmasını sağlar.

Yumuşak kontrol ünitesindeki bir çekvalf ve şalter valfleri sistemi, sisteme giren ve içindeki akışkan akışını düzenler. Akış kanalları sadece birkaç yüz mikron genişliğinde yumuşak kontrol ünitesinde düzenlenmiştir. Elektriksel bir benzetme olarak, çek valfler, yakıt depoları, osilatör, reaksiyon odaları, aktüatörler ve havalandırma delikleri sırasıyla diyotlara, besleme kapasitörlerine, elektrik osilatörüne, yükselticilere, kapasitörlere ve aşağı çekme dirençlerine benzer.

Çalışmaya başlamak için, iki yakıt deposunun her birine bir şırınga pompasıyla 0,5 ml yakıt verilir. Yakıt rezervuarları elastik olarak yaklaşık 50 kPa'lık bir basınca yayılarak yakıtı osilatöre zorlar. Osilatör, yakıtı platin yüklü reaksiyon bölmelerine dönüşümlü olarak yönlendiren ve hızlı bir şekilde ayrıştırdığı bir valf sistemi ve çek valf sistemi içerir. Aşağı akış çek valfleri, oluşan basınçlı gazın yumuşak kontrol ünitesine geri dönmesini önler ve aktüatörlere akar. Gaz basıncı, aktüatörleri saptırır ve bir havalandırma deliğinden atmosfere salınır. Havalandırmadan sonra, bir reaksiyon odasına yakıt akışı durur ve diğerine akış başlar, diğer aşağı katalitik oda ve aktüatör ağında benzer bir sıra başlar.

Montaj sürecinin basitliği, daha karmaşık tasarımların önünü açıyor, dedi, mezun bir öğrenci ve makalenin ortak yazarı Ryan Truby. Daha sonra Harvard ekibi, tarama yapabilecek, yüzebilecek ve çevresiyle etkileşime girebilecek pnömatik bir ahtapot tasarlamayı umuyor. Bir gün, yumuşak robotlar cerrahi işlemler için veya araçları veya kameraları erişilmesi zor yerlere sıkmak için kullanılabilir.