Новый эластичный роботизированный захват, разработанный в США группой ученых и инженеров-робототехников из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) в сотрудничестве с исследователями транснациональной корпорации BASF, не только может быть легко напечатанным на 3D-принтере, но и не требует для работы никакой электроники. Об этом сообщает Science Blog. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Исследователи UCSD разработали прототип нового типа эластичного роботизированного захвата, который является готовым к использованию сразу после выхода из 3D-принтера. Будучи оснащено встроенными при печати датчиками гравитации и касания, устройство продемонстрировало, что способно успешно захватывать, удерживать и высвобождать по команде различные объекты.
«Мы разработали функции захвата таким образом, чтобы серия клапанов позволяла устройству как захватывать предмет при контакте, так и освобождать его в нужное время. Все, что потребуется сделать, – это повернуть захват горизонтально. Это вызывает изменение воздушного потока в клапанах, заставляя два механических «пальца» захвата разжиматься», – пояснил Ичен Чжай, исследователь Лаборатории биоинспирированной робототехники и дизайна Калифорнийского университета в Сан-Диего и ведущий автор разработки.
Большинство эластичных роботизированных устройств, напечатанных на 3D-принтере, имеют существенные недостатки, такие как неудовлетворительную степень жесткости или большое количество различных дефектов при отрыве от принтера. Помимо этого, они нуждаются после печати в значительной обработке и сборке, прежде чем их можно будет использовать.
Исследователи UCSD преодолели эти препятствия, разработав новый метод 3D-печати, в котором сопло принтера формирует и отслеживает непрерывный путь через весь рисунок каждого напечатанного слоя, что значительно снижает вероятность дефектов отпечатанного изделия. Метод основан на так называемом «эйлеровом пути», который в теории графов представляет собой путь в графе, касающийся каждого ребра этого графа один и только один раз.
«Это все равно, что рисовать картинку, ни разу не отрывая карандаша от страницы. Когда мы последовали этому методу, мы смогли стабильно печатать функциональных пневматических мягких роботов со встроенными схемами управления», – пояснил соавтор разработки Майкл Т. Толли, доцент Инженерной школы UCSD.
Новый метод 3D-печати также позволяет печатать более тонкие стенки (толщиной до 0,5 мм) и сложные изогнутые формы, что в сочетании допускает больший диапазон деформации и в целом делает структуру более эластичной.
По словам исследователей UCSD, новый тип роботизированного захвата в перспективе может быть установлен на манипуляторе для промышленного производства, выпуска продуктов питания или обработки фруктов и овощей. Его также можно установить на робота для исследовательских и разведочных задач, поскольку он может работать без привязки – используя баллон с газом под высоким давлением в качестве единственного источника энергии.