За последние десятилетия роботизированные системы стремительно развивались, подпитываемые постоянным внедрением более продвинутой электроники, механических компонентов и программных решений. В результате роботы могут легко устареть и выйти из употребления по мере появления новых систем.
Сингапурский университет технологий и дизайна недавно представил подход к непрерывной модернизации мягких роботов, что, в свою очередь, может сократить электронные отходы , возникающие в сфере робототехники. Этот подход, представленный в статье, опубликованной в Science Robotics , основан на стратегии трёхмерной (3D) печати, которая использует недавно разработанный гель.
«Наша группа уже несколько лет активно исследует мягкую робототехнику, уделяя особое внимание разработке инновационных технологий аддитивного производства из нескольких материалов», — рассказал Пабло Вальдивия-и-Альварадо, старший автор статьи, изданию Android-Robot.
«В отличие от традиционных роботов, мягкие роботы представляют собой уникальные проблемы, когда дело доходит до ремонта, что часто приводит к значительным отходам. Например, когда появляются новые функции или мягкий робот получает серьёзные повреждения, старые прототипы часто выбрасываются, как и потребительские товары».
При обзоре предыдущих исследований Вальдивия и Альварадо и их коллеги поняли, что устойчивость ещё не стала ключевым направлением в области робототехники. Чтобы решить эту проблему отсутствия устойчивости, исследователи разработали новый подход, который может продлить срок службы различных типов мягких роботов.
«В качестве дополнительного преимущества наш подход может работать с несколькими материалами, что делает его также адаптируемым к потребительским товарам», — сказал Вальдивия-и-Альварадо. «Мы надеемся, что это нововведение не только продвинет вперед мягкую робототехнику , но и найдёт более широкое применение в других устройствах, способствуя устойчивости в различных отраслях».
Новый подход, разработанный исследователями, основан на инновационном процессе аддитивного производства in-situ, который может использоваться для ремонта и модернизации мягких роботов с высоким уровнем точности и эффективности. Первый шаг этого процесса подразумевает 3D-печать гелевой опоры на целевых поверхностях мягкого робота, который необходимо модернизировать.
«Этот гель специально оптимизирован для сохранения своей формы под действием силы тяжести, что устраняет необходимость в контейнере», — пояснил Вальдивия-и-Альварадо. «После нанесения система печатает многокомпонентные компоненты или элементы непосредственно на поверхностях робота, покрытых гелем. Гель действует как стабилизирующая среда, надежно удерживая новые элементы на месте и обеспечивая стабильное отверждение. После завершения отверждения гель можно легко смыть водой, оставляя новые добавленные элементы бесшовно интегрированными».
Примечательно, что гели поддержки, используемые Вальдивией и Альварадо и его коллегами, весьма универсальны и совместимы с различными поверхностями или материалами. Это означает, что их подход может быть адаптирован и применен к различным мягким роботам, а потенциально и к другим электронным устройствам.
Чтобы оценить потенциал своего подхода, исследователи использовали его для модернизации мягкого робота, похожего на батоида, добавив тактильные датчики, пассивную решетку усов и активируемые крючки. Они также отремонтировали части синтетической кожи робота, которые были порваны и повреждены усами.
В будущем этот многообещающий производственный процесс может быть применен к другим роботам, которые сейчас считаются устаревшими или поврежденными. Он также может быть потенциально использован для ремонта и модернизации других электронных систем, включая интеллектуальные приборы, смартфоны и другие устройства.
«Ключевые преимущества нашего подхода включают в себя широкую совместимость материалов печатных гелевых опор и их потенциал для значительного продления срока службы мягких роботов», — добавил Вальдивия-и-Альварадо. «Наша группа сейчас работает над другими новыми подходами к аддитивному производству, которые подчеркивают устойчивость и круговорот материалов для мягкой и материальной робототехники».
Ведёт расследования о коррупции в любых эшелонах власти