Ar izcilu elastību un pielāgojamību mīkstie piepūšamie roboti kļūst par nākotnes gaismu daudzās lietojumprogrammās. Tomēr nemanāma sensoru un vadības sistēmu integrēšana šajos robotos ir bijusi grūts izaicinājums, jo tas ir jādara, neapdraudot robota maigumu, formas faktoru vai veiktspēju.
Pētnieku grupa, kuru vadīja prof. Jiyun Kim (UNIST Jauno materiālu inženierijas katedra) un prof. Jonbum Bae (UNIST Mašīnbūves departaments) ir panākusi milzīgu izrāvienu šajā jomā, veiksmīgi izstrādājot novatorisku risinājumu, kas pazīstams kā "mīkstais vārsts". " tehnoloģija, kas ļauj pilnībā integrēt sensorus un vadības vārstus. Saglabājot robota maigumu.
Tradicionāli mīksta robota korpusam ir jāsastāv līdzās ar stingriem elektroniskiem komponentiem, lai nodrošinātu sensora funkcijas. Šis izaicinājums ir radījis "mīksto vārstu" tehnoloģiju, integrētu risinājumu, kas apvieno sensorus un vadības vārstus, netraucējot robota maigumu. Tehnoloģijā tiek izmantoti mīksti analogie sensori un vadības vārsti, komponenti, kuru darbībai nav nepieciešama elektrība.
Šīm cauruļveida sastāvdaļām ir divējāda funkcija: tās spēj noteikt ārējos stimulus, vienlaikus izmantojot gaisa spiedienu, lai precīzi kontrolētu robota kustības.
Šis sasniegums nozīmē, ka mīkstajiem robotiem vairs nav jāpaļaujas uz stingriem elektroniskiem komponentiem, lai uztvertu un kontrolētu. Tradicionālajiem mīkstajiem robotiem ir elastīgi korpusi, taču tiem bieži ir nepieciešami cieti elektroniski komponenti stimulu noteikšanai un piedziņas kontrolei. Tomēr mīksto vārstu tehnoloģijas parādīšanās ir devusi šiem robotiem lielāku autonomiju un pielāgojamību.
Šis pētījums piedāvā arī plašu pielietojuma iespēju klāstu. Pētnieku komanda radīja universālas knaibles, kas spēj gudri satvert trauslus priekšmetus, piemēram, kartupeļu čipsus, izvairoties no pārmērīga spēka, kas var izraisīt lūzumu, tradicionāli stingriem robotiem paceļot priekšmetus.
Turklāt pētnieku komanda ir veiksmīgi izstrādājusi valkājamus robotus ar elkoņiem, kas paredzēti, lai samazinātu muskuļu slodzi, veicot atkārtotus uzdevumus vai darbus, kas prasa intensīvu roku darbību. Šie elkoņu balsti automātiski pielāgojas indivīda rokas saliekuma leņķim, samazinot stresu vidēji par 63 procentiem un padarot robota valkāšanu ērtāku.
Mīksto vārstu tehnoloģijas pamatprincips ir izmantot gaisa plūsmu cauruļveida struktūrā, lai darbotos. Kad viens caurules gals tiek nospriegots, iekšējā vītne to saspiež, tādējādi kontrolējot gāzes pieplūdi un aizplūšanu. Šī unikālā kustība, līdzīga akordeonam, nodrošina precīzu un elastīgu robota kustību bez elektrības.
Pētnieku komanda arī atklāja, ka, programmējot caurulē esošo diegu struktūru vai skaitu, viņi varētu precīzi kontrolēt gaisa plūsmas izmaiņas. Šī programmējamība ļauj robotu pielāgot dažādām situācijām un prasībām, vienlaikus saglabājot elastību, reaģējot uz ārējiem spēkiem.
Profesors Bae teica: "Šos jaunizveidotos komponentus var viegli ieprogrammēt ar materiāliem, kas izmantojami bez nepieciešamības pēc elektronikas. Šis sasniegums ievērojami veicinās dažādu valkājamo sistēmu attīstību."
Šī revolucionārā mīksto vārstu tehnoloģija iezīmē lielu soli ceļā uz pilnībā mīksto, bez elektronikas robotu autonomu darbību, kas ir svarīgs pavērsiens drošības un pielāgošanās spēju uzlabošanā vairākās nozarēs. Secinājumi, kas publicēti žurnālā Nature Communications, paver jaunas iespējas mīkstās robotikas nākotnei. Paredzams, ka šai tehnoloģijai būs galvenā loma veselības aprūpē, ražošanā un daudzās citās jomās, nodrošinot mūsu dzīvē un darbā lielākas ērtības un inovācijas.