Suurepärase paindlikkuse ja kohanemisvõimega pehmetest täispuhutavatest robotitest on saamas paljudes rakendustes tulevikuvalgus. Sensori- ja juhtimissüsteemide sujuv integreerimine nendesse robotitesse on aga olnud keeruline väljakutse, kuna seda tuleb teha ilma roboti pehmust, vormitegurit või jõudlust kahjustamata.
Prof Jiyun Kimi (UNISTi uute materjalide inseneri osakond) ja prof Jonbum Bae (UNIST masinaehituse osakond) juhitud uurimisrühm on teinud selles valdkonnas tohutu läbimurde, arendades edukalt välja uuendusliku lahenduse, mida tuntakse kui "pehme ventiili". " tehnoloogia, mis võimaldab andurite ja juhtventiilide täielikku integreerimist. Säilitades samas roboti pehmuse.
Traditsiooniliselt on pehme roboti keha pidanud tuvastusfunktsioonide võimaldamiseks koos eksisteerima jäikade elektrooniliste komponentidega. See väljakutse on toonud kaasa "pehme klapi" tehnoloogia, integreeritud lahenduse, mis ühendab andurid ja juhtventiilid ilma roboti pehmust takistamata. Tehnoloogias kasutatakse pehmeid analoogandureid ja juhtventiile, komponente, mille tööks ei ole vaja elektrit.
Nendel torukujulistel komponentidel on kaks funktsiooni: nad suudavad tuvastada väliseid stiimuleid, kasutades samal ajal õhurõhku roboti liigutuste täpseks juhtimiseks.
See läbimurre tähendab, et pehmed robotid ei pea enam toetuma jäikadele elektroonilistele komponentidele tuvastamiseks ja juhtimiseks. Traditsioonilistel pehmetel robotitel on painduvad kered, kuid sageli on stiimulite tuvastamiseks ja ajamite juhtimiseks vaja kõvasid elektroonilisi komponente. Pehme klapitehnoloogia tulek on aga andnud neile robotitele suurema autonoomia ja kohanemisvõime.
See uuring pakub ka laia valikut rakendusvõimalusi. Uurimisrühm lõi universaalsed tangid, mis suudavad nutikalt haarata hapraid esemeid, näiteks kartulikrõpse, vältides liigse jõu kasutamist, mis võib põhjustada purunemist, kui traditsiooniliselt jäigad robotid esemeid üles korjavad.
Lisaks on uurimisrühm edukalt välja töötanud kantavad küünarnukiga robotid, mis on loodud vähendama lihaste koormust korduvate ülesannete täitmisel või rasket kätetegevust nõudvatel töödel. Need küünarnukitoed kohanduvad automaatselt inimese käe paindenurgaga, vähendades stressi keskmiselt 63 protsenti ja muutes roboti kandmise mugavamaks.
Pehmete ventiilide tehnoloogia põhiprintsiibiks on kasutada torukujulise struktuuri õhuvoolu. Kui toru ühele otsale rakendatakse pinget, surub sisekeere selle kokku, kontrollides seeläbi gaasi sisse- ja väljavoolu. See akordionile sarnane ainulaadne liigutus võimaldab roboti täpset ja paindlikku liikumist ilma elektrita.
Uurimisrühm avastas ka, et torus olevate keermete struktuuri või arvu programmeerimisega saavad nad täpselt kontrollida õhuvoolu muutusi. See programmeeritavus võimaldab robotit kohandada erinevatele olukordadele ja nõuetele, jäädes samal ajal paindlikuks välisjõududele reageerimisel.
Professor Bae ütles: "Neid äsja väljatöötatud komponente saab hõlpsasti programmeerida materjalidega, mida kasutatakse ilma elektroonikat kasutamata. See läbimurre aitab oluliselt kaasa erinevate kantavate süsteemide edasiarenemisele."
See läbimurdeline pehme klapi tehnoloogia tähistab suurt sammu täielikult pehmete, elektroonikavabade robotite autonoomse töö võimaldamise suunas, mis on oluline verstapost ohutuse ja kohanemisvõime suurendamisel mitmes tööstuses. Ajakirjas Nature Communications avaldatud leiud avavad uusi võimalusi pehme robootika tulevikuks. See tehnoloogia mängib eeldatavasti võtmerolli tervishoius, tootmises ja paljudes teistes valdkondades, tuues meie ellu ja töösse suurema mugavuse ja uuenduslikkuse.