この 3D プリント グリッパーは機能するために電子機器を必要としません

このソフト ロボット グリッパーは 1 回のプリントで 3D プリントされるだけでなく、動作するために電子機器を必要としません。

この装置は、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が BASF 社の研究者と協力して開発したもので、BASF 社の研究者らの研究は Science Robotics 誌の最新号で詳しく述べられています。

研究者らは、重力センサーとタッチセンサーを内蔵し、3D プリンターから取り出したらすぐに使用できるソフトグリッパーを設計したいと考えていました。 その結果、グリッパーは物体を持ち上げ、保持し、解放することができます。 この作業以前には、そのようなグリッパーは存在しませんでした。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のバイオインスパイアード・ロボット工学・デザイン研究室の博士研究員イーチェン・ザイ氏は、「一連のバルブによってグリッパーが接触時にグリップし、適切なタイミングでリリースできるように機能を設計した」と述べた。 Science Robotics の 6 月 21 日号に掲載された論文の主著者。 「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。」

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。

ソフトロボティクスは、ロボットが人間や繊細な物体と安全に対話できるようにするという期待を持っています。 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用のロボット アームに取り付けることができます。 研究や探査作業のためにロボットに取り付けることもできます。 さらに、高圧ガスの入ったボトルを唯一の動力源として、つながれずに機能することもできます。

ほとんどの 3D プリントされたソフト ロボットは、ある程度の剛性を備えていることがよくあります。 プリンターから外したときに大量の漏れが含まれています。 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。

研究チームは、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 印刷方法を開発することで、これらの障害を克服しました。

「それは、鉛筆をページから一度も離さずに絵を描くようなものです」と、この論文の主著者であり、カリフォルニア大学サンディエゴ・ジェイコブス工学部准教授のマイケル・T・トーリー氏は言う。

この方法により、柔らかい素材で印刷する場合によくある印刷物の漏れや欠陥の可能性が軽減されます。

この新しい方法では、厚さ 0.5 ミリメートルまでの薄壁の印刷も可能です。 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。 研究者らは、オイラー パスに基づいた方法を確立しました。オイラー パスは、グラフ理論において、グラフのすべての端に一度だけ触れるグラフ内の軌跡のことです。

「これらのルールに従った場合、制御回路が組み込まれた機能的な空気圧ソフト ロボットを一貫して印刷することができました」とトーリー氏は述べています。

流体制御回路が組み込まれた自律モノリシックソフトロボットデバイスのデスクトップデジタルファブリケーション

Yichen Zhain、Jioayao Yan、Benjamin Shih、Michael T. Tolley、カリフォルニア大学サンディエゴ校

アルバート・デ・ブール、マーティン・フェイバー、ジョシュア・スペロス、ロヒニ・グプタ、BASF

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