Ein Team von Ingenieuren aus Seoul National University hat ein entwickelt hautähnliches elektronisches System für weiche Roboter sich flexibler zu bewegen, was sie in der Nähe von Menschen sicherer macht.
Weiche Robotik ist ein Teilgebiet der Robotik, das darauf abzielt, die Art und Weise zu kopieren, wie sich lebende Organismen wie menschliche Hände bewegen und sich an ihre Umgebung und Aufgaben anpassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern aus starren Materialien bestehen weiche Roboter aus flexiblen Materialien, die eine erhöhte Flexibilität und Feinheit ermöglichen.
Soft-Robotik kann nicht nur in Bereichen helfen, die speziell manuelle Arbeit erfordern, wie z.
Noch in der Entwicklungsphase haben die meisten weichen Roboterdesigns derzeit weiche Körper, aber harte Antriebsteile, wie z. B. starre Leiterplatten. Ihre von Natur aus harten Antriebsteile können die Bewegungen des Roboters häufig stören.
Doch nun hat das SNU-Team elektronische Skins entwickelt, die einen Soft-Roboter von innen und außen seinem Namen treu machen.
„Dieser E-Skin eröffnet einen neuen Weg für die Soft-Roboter-Montage.“ Yongtaek Hong, ein Professor für elektronische Computertechnik an der SNU und einer der leitenden Forscher, sagte in einer Erklärung. „Es ist weich, dünn und leicht genug, dass ein Roboter nicht wahrnehmbar ist, aber es kann den Roboter als ‚Fahrhaut' aktivieren. ”
Das Papier ist veröffentlicht in Wissenschaft Robotics.
Das Verfahren
Die e-skins kommunizieren über das drahtlose System. Sie können das Vier-Zustands-Steuersignal in einer Entfernung von mehr als 5 Metern ausführen und die Kommunikation rauschtolerant machen.
Sie verfügen außerdem über eine räumlich fragmentierte Schaltungskonfiguration, die Flexibilität ermöglicht.
Im Video unten sehen Sie, wie die E-Skins es der Maschine ermöglichen, sich auf unterschiedliche Weise zu dehnen und durch enge Räume zu fahren.
Video: Soft Robotics Research Center, Seoul National University
Basierend auf dem druckfreundlichen „Stretchable Hybrid Electronics“-Ansatz arbeiten die E-Skins in zwei Teilen.
Ein Teil arbeitet mit Input Sensing auf einer menschlichen Seite und der andere mit der Aktivierung von Soft-Robotern.
Die e-skins sind dünn, weniger als 1 mm, wiegen etwa 0.8 g und haben ein Standardmaß von weniger als 1.5 mm × 1.5 mm, wodurch sie sich wie menschliche Haut dehnen und anschmiegen lassen.
"Unsere Motivation ist es, ein elektronisches System zu entwickeln, das konform auf menschlicher Haut oder mehrfach gekrümmten/beliebig gekrümmten Oberflächen angebracht werden kann“, sagte Hong. „Das elektronische System würde als Biosignalmonitor, Textilsensor, Display, Soft-Roboter-Steuerung usw. funktionieren.“
Der nächste Schritt
Laut Hong haben die Forscher erfolgreich getestet, dass die E-Skins unter mechanischer Verformung überleben und an weichen Roboterrahmen befestigt werden können, um Aktoren zu aktivieren, ohne deren weiche Bewegungen zu beeinträchtigen.
Jetzt kann ein Soft-Roboter auf engstem Raum passieren und arbeiten, der manchmal kleiner ist als der Roboter selbst.
Mit der drahtlosen Kommunikation können die Forscher mehrere Arten von Soft-Robotern drahtlos durch reversiblen Zusammenbau von E-Skins aktivieren.
Die Forscher arbeiten nun daran, ein Feedback-System mit Aktoren und Sensoren zu bauen, damit sich weiche Roboter effizienter bewegen können.
"Wir möchten Sensoren und Aktoren kombinieren, um menschliche Körperbewegungen zu erkennen und das Feedback-Signal die Betätigung von weichen Roboterteilen auslösen kann, die die menschliche Körperbewegung unterstützen“, sagte Hong.
