气动驱动的Octobot通过嵌入式的微流体逻辑电路控制。
学分:洛里·桑德斯/哈佛大学
为了偏离典型的刚性工业机器人的工程设计,哈佛大学研究人员团队建立了据报道,这是第一个自主,不受限制的,完全软机器人。该设备是一种绰号Octobot的气动章鱼,基于3D打印和微流体,可能为新一代完全柔软的自主机器铺平道路。
研究人员说,描述他们在《自然》杂志上的作品,说软机器人技术可以彻底改变人类与机器的互动方式。以前建造完全合规的机器人的努力已经面临障碍。其他柔软的机器人容纳了刚性电源,或者已束缚在外部电气或气动系统上。
“对软机器人技术领域的一个长期愿景是创建完全柔软的机器人,但是斗争一直是用类似的软系统代替诸如电池和电子控件之类的刚性组件,然后将所有系统放在一起。”罗伯特·伍德(Robert Wood),哈佛大学约翰·鲍尔森(John A. Paulson)工程与应用科学学院的教授。“这项研究表明,我们可以轻松地制造一个简单,完全软机器人的关键组成部分,为更复杂的设计奠定了基础。”
该设备的跨度约为7厘米,形状像小章鱼,由各种硬度的硅胶制成。哈佛大学的Octobot是“气动”,基于压力下的气体,但不压缩空气。取而代之的是,燃料电池中的少量50%氢 - 过氧溶液与铂催化剂反应,并将液体转化为大量气体,该气体流入八杆臂的臂并在八个单独的肢体内部充气。随后,将气体排放到原始位置。
OCTOBOT不依赖电子控件。取而代之的是,研究人员使用微流体逻辑作为软控制器和多材料的嵌入式3D打印方法来制造模制的弹性机器人机器人体内的气动网络。混合组装方法让团队使用软光刻,成型和3D打印来快速制造一系列材料和功能元素,用于自主,不受限制的软机器人操作。
软控制器内部的止回阀和开关阀系统可调节流体流入系统和通过系统。流道仅将几百微米宽的宽通道图案化为软控制器。作为电气类比,止回阀,燃油箱,振荡器,反应室,执行器和通风孔类似于二极管,电源电容器,电振荡器,放大器,电容器和下拉电阻器。
为了开始运行,通过注射泵注入了两个燃料储层中的每一个,将0.5毫升的燃料注入。燃料储层会极大地扩展到约50 kPa的压力,迫使燃料进入振荡器。振荡器包括一个捏和止回阀系统,该系统交替将燃料路由到铂金含量的反应室中,并迅速分解。下游止回阀防止所得加压的气体返回软控制器,并流向执行器。气压使执行器偏转,并通过通风孔排气到大气。排气后,燃料流入一个反应室停止并流向另一个反应室,在另一个下游催化室和执行器网络中启动了类似的序列。
该论文的研究生兼合着者瑞安·特鲁比(Ryan Truby)说,组装过程的简单性为更复杂的设计铺平了道路。接下来,哈佛团队希望设计一种可以爬行,游泳和与环境互动的气动章鱼。有一天,软机器人可能用于手术操作,或将工具或摄像机挤入难以访问的位置。
提交以下:气动提示,,,,电容器
