新しい3D

デバイスは一度にすべて印刷され、オブジェクトをピックアンドリリースできます。

ソフトロボティクスは、人間や繊細な物体に害を与えたり損傷を与えたりすることなく対話できるロボットの作成に関して、多くの可能性を秘めています。

しかし、柔らかくて丈夫なデバイスを製造するのは困難です。 ソフト ロボットの作成は、そのほとんどが空気圧で作動し、通常多くの手作業が必要で複雑さが制限される成形および組み立てプロセスによって製造されるため、複雑で時間のかかるプロセスになる可能性があります。 さらに、単純な機能を実現するには複雑な制御コンポーネントを追加する必要があります。

今回、カリフォルニア大学サンディエゴ校のロボット工学チームは、BASF社の研究者と協力して、1回のプリントで3Dプリントされ、動作するのに電子機器を必要としないソフトロボットグリッパーを開発した。

3D プリントされたロボット グリッパーには重力センサーとタッチ センサーが組み込まれており、物体を持ち上げ、保持し、解放することができます。 このグリッパーは、工業製造用途、食品生産、果物や野菜の取り扱いのために、従来のロボット アームの端に取り付けることができます。

ほとんどの 3D プリントされたソフト ロボットは、ある程度の剛性を持っていることが多く、漏れが発生しやすいため、多くの用途に使用できません。 また、使用するには印刷後にかなりの量の加工と組み立てが必要です。

しかし、チームのアプローチでは、プリンターのノズルが印刷される各層のパターン全体を通る連続パスをトレースする新しい 3D 印刷方法が使用されました。 これにより、印刷物への欠陥の混入が回避され、より微細で詳細な構造を作成できるようになりました。 この方法はまた、柔らかい素材で印刷する場合によく見られる、印刷物の漏れや欠陥の可能性も軽減しました。

新しいアプローチにより、0.5 ミリメートルほどの薄壁の印刷が可能になります。 より薄い壁と複雑な湾曲した形状により、より広い範囲の変形が可能になり、全体の構造がより柔らかくなります。

さらに、製造プロセスでは、組み立てや調整などの手作業は必要ありません。 これは、同様のデスクトップ 3D プリンタを使用してプロセスと設計を簡単に再現できることを意味します。

グリッパーの動作には電気は必要ありませんが、圧縮空気源に接続する必要があります。 作動を引き起こす高圧の空気の流れを制御するチャネルと空気圧バルブが統合されています。 一連のバルブにより、グリッパーは接触時にグリップし、適切なタイミングで解放することができます。

グリッパーのジョー内の物体によってタッチ センサーが作動すると、圧縮空気が内部チャネルに入り、物体をしっかりと掴みます。 手を右方向に回転させると重力センサーが作動し、空気圧が解放されてジョーが開きます。

「このようなグリッパーがグリップとリリースの両方を行うことができるのは初めてです。 グリッパーを水平に回転させるだけです。 これによりバルブ内の空気の流れが変化し、グリッパーの 2 本の指が解放されます」と論文の筆頭著者である Yichen Zhai 氏は声明で述べています。

この流体ロジックにより、ロボットは物体をつかみ、それを保持しているときを記憶することができます。 水平方向に回転しながら、横に押される物体の重さを感知すると物体を放します。

グリッパーは将来、製造や農業、研究、探査作業などのさまざまな用途で便利な操作ツールになる可能性があります。

参考雑誌: