Robot morbidi in grado di rilevare il tatto, la pressione, il movimento e la temperatura
Un morbido robot ispirato alla natura che può gattonare, nuotare, tenere in mano oggetti delicati e anche aiutare un cuore pulsante inventato all'Università di Harvard. I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering hanno sviluppato una piattaforma per la creazione di robot morbidi con sensore incorporato. I sensori sono in grado di rilevare il movimento, il tatto e la temperatura.
"La nostra ricerca rappresenta un progresso fondamentale nella robotica morbida", ha detto Ryan Truby, primo autore dell'articolo e recente dottorato di ricerca. laureato in SEAS. "La nostra piattaforma di produzione consente di integrare facilmente motivi di rilevamento complessi in sistemi robotici morbidi."
I ricercatori hanno sviluppato un collegamento conduttivo a base di liquido ionico organico utilizzando una stampante 3D a causa del problema di integrazione del sensore a causa della struttura rigida.
"Ad oggi, la maggior parte dei sistemi di sensori / attuatori integrati utilizzati nella robotica morbida sono stati piuttosto rudimentali", ha affermato Michael Wehner, ex borsista post-dottorato presso SEAS e coautore dell'articolo. "Stampando direttamente sensori di liquido ionico all'interno di questi sistemi morbidi, apriamo nuove strade alla progettazione e fabbricazione di dispositivi che alla fine consentiranno un vero controllo a circuito chiuso dei robot morbidi".
"Questo lavoro rappresenta l'ultimo esempio delle capacità abilitanti offerte dalla stampa 3D incorporata, una tecnica sperimentata dal nostro laboratorio", ha affermato Lewis.
"La funzionalità e la flessibilità di progettazione di questo metodo non hanno eguali", ha affermato Truby. "Questo nuovo inchiostro combinato con il nostro processo di stampa 3D incorporato ci consente di combinare sia il rilevamento morbido che l'attivazione in un unico sistema robotico morbido integrato."
Per il test dei sensori, il team di ricercatori ha stampato una pinza robotica morbida composta da tre dita morbide o attuatori. Per rilevare la pressione di gonfiaggio, la curvatura, il contatto e la temperatura, i ricercatori hanno testato l'abilità della pinza. Grazie ai sensori di contatto multipli incorporati, la pinza può percepire tocchi leggeri e profondi.
"La robotica morbida è in genere limitata dalle tecniche di stampaggio convenzionali che vincolano le scelte geometriche o, nel caso della stampa 3D commerciale, la selezione dei materiali che ostacola le scelte di progettazione", ha affermato Robert Wood, professore di ingegneria e scienze applicate di Charles River presso SEAS, Core Membro della facoltà del Wyss Institute e coautore dell'articolo. "Le tecniche sviluppate nel Lewis Lab hanno l'opportunità di rivoluzionare il modo in cui vengono creati i robot, allontanandosi dai processi sequenziali e creando robot complessi e monolitici con sensori e attuatori incorporati".
Inoltre, i ricercatori sperano di utilizzare la potenza dell'apprendimento automatico per addestrare questi dispositivi a contenere oggetti di dimensioni, forma, struttura superficiale e temperatura diverse. La ricerca è stata co-autrice di Abigail Grosskopf, Daniel Vogt e Sebastien Uzel, e ha anche ottenuto il sostegno della National Science Foundation attraverso Harvard MRSEC e il Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.