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科学家开发了3d打印的气动模块,利用气压控制软机器人的运动

  3D-printed pneumatic modules replace electric controls in soft robots—Office of University and Science Communications

  在未来,软体机器人将能够完成传统机器人无法完成的任务。这些软体机器人可以在难以进入的地形中使用,也可以在暴露于化学物质或辐射的环境中使用,这些环境会伤害由金属制成的电子控制机器人。这就要求这种软机器人在没有任何电子设备的情况下是可控的,这仍然是一个发展中的挑战。

  弗莱堡大学的一个研究小组现在已经开发出3d打印的气动逻辑模块,该模块仅使用气压就可以控制软机器人的运动。这些模块使气流的逻辑切换,从而可以模拟电气控制。

  这些模块使得首次在使用传统长丝打印材料的3D打印机中完全生产柔性和无电子的软体机器人成为可能。

  由Stefan Conrad博士、Falk Tauber博士、Joscha Teichmann博士和Thomas Speck教授领导的研究小组在《科学机器人》杂志上发表了研究结果。

  康拉德说:“我们的设计使任何有3D打印经验的人都可以生产这种逻辑模块,并使用它们来控制软体机器人,而不需要高端打印设备。”“这标志着迈向完全无电子气动控制电路的重要一步,未来可以取代软体机器人中日益复杂的电子元件。”

  模块可以执行布尔运算,并以有针对性的方式将气流引导到运动元素中

  模块由两个加压室组成。在这些腔室之间有一个3d打印通道。通过压缩通道,膨胀腔可以阻止空气流动,并像阀门一样调节它。

  通过有针对性地打开和关闭阀门,模块可以以类似于电路的方式执行布尔逻辑函数and, OR和NOT,并将气流引导到软机器人的运动元件中。单个模块执行的功能是由施加气压的腔室决定的。

  根据所选材料的不同,这些模块可以在80到750千帕斯卡的压力下工作。与其他气动系统相比,它们具有大约100毫秒的快速响应时间。

  “这些模块的潜在应用是巨大的。我们开发了一种灵活的3d打印机器人行走器,它由集成电路使用气压控制。逻辑模块的灵活性可以通过这样一个事实来证明,这个步行器甚至可以承受从它上面驶过的汽车的负载。”

  “作为更复杂控制系统的一个例子,我们还开发了一种不使用电子设备的饮料分配器。”

  更多信息:S. Conrad等人,用于软机器人执行器控制的3d打印数字气动逻辑,Science Robotics(2024)。DOI: 10.1126 / scirobotics。期刊信息:科学机器人由弗莱堡大学提供引文:科学家开发3d打印气动模块,使用气压控制软机器人的运动(2024年,2月1日)检索自2024年2月1日https://techxplore.com/news/2024-02-scientists-3d-pneumatic-modules-movements.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外,未经书面许可,不得转载任何部分。内容仅供参考之用。

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