1 فوریه 2024 -توسط دانشگاه فرایبورگ -به‌عنوان نمونه‌ای از سیستم‌های کنترل پیچیده‌تر، تیم تحقیقاتی یک دستگاه نوشیدنی بدون وسایل الکترونیکی نیز توسعه داده‌اند. اعتبار: فالک تاوبر
در آینده، ربات های نرم قادر به انجام وظایفی خواهند بود که توسط روبات های معمولی قابل انجام نیستند. این روبات‌های نرم می‌توانند در زمین‌هایی استفاده شوند که دسترسی به آنها دشوار است و در محیط‌هایی که در معرض مواد شیمیایی یا تشعشعاتی هستند که به ربات‌های فلزی کنترل‌شده الکترونیکی آسیب می‌رسانند. این امر مستلزم این است که چنین روبات‌های نرمی بدون هیچ گونه وسایل الکترونیکی قابل کنترل باشند، که هنوز یک چالش در حال توسعه است.
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه فرایبورگ اکنون ماژول‌های منطقی پنوماتیک چاپ سه بعدی را توسعه داده‌اند که حرکات ربات‌های نرم را تنها با استفاده از فشار هوا کنترل می‌کنند. این ماژول ها تغییر منطقی جریان هوا را امکان پذیر می کنند و بنابراین می توانند کنترل الکتریکی را تقلید کنند.این ماژول ها برای اولین بار امکان تولید ربات های نرم انعطاف پذیر و بدون وسایل الکترونیکی را به طور کامل در یک چاپگر سه بعدی با استفاده از مواد چاپ فیلامنت معمولی فراهم می کنند.
این تیم به رهبری دکتر استفان کنراد، دکتر فالک تاوبر، جوشا تیچمن و پروفسور دکتر توماس اسپک نتایج را در Science Robotics منتشر کرده است.
کنراد می‌گوید: «طراحی ما این امکان را برای هر کسی که تجربه چاپ سه‌بعدی دارد، تولید چنین ماژول‌های منطقی و استفاده از آنها برای کنترل یک ربات نرم بدون نیاز به تجهیزات چاپگر بالا را می‌دهد.» این یک گام مهم به سوی مدارهای کنترل پنوماتیکی کاملاً بدون الکترونیک است که می‌تواند جایگزین اجزای الکتریکی پیچیده‌تر در روبات‌های نرم در آینده شود.»
ماژول ها می توانند عملیات Boolean را انجام دهند و جریان هوا را به صورت هدفمند به عناصر حرکتی هدایت کنند.ماژول ها از دو محفظه تحت فشار تشکیل شده اند. یک کانال پرینت سه بعدی بین این محفظه ها اجرا می شود. با فشرده سازی کانال، محفظه های منبسط می توانند جریان هوا را در آن متوقف کرده و آن را مانند یک دریچه تنظیم کنند.
با باز و بسته کردن شیر به صورت هدفمند، ماژول ها می توانند توابع منطقی AND، OR و NOT را به روشی مشابه مدارهای الکتریکی انجام دهند و جریان هوا را به عناصر حرکتی ربات نرم هدایت کنند. عملکردی که ماژول جداگانه انجام می دهد توسط محفظه هایی که فشار هوا در آنها اعمال می شود تعیین می شود.
بسته به ماده انتخابی، ماژول ها را می توان با فشاری بین 80 تا بیش از 750 کیلو پاسکال کار کرد. در مقایسه با سایر سیستم های پنوماتیک، زمان پاسخگویی سریع در حدود 100 میلی ثانیه دارند.
تاوبر می گوید:
“کاربردهای بالقوه این ماژول ها بسیار زیاد است. ما یک واکر رباتیک چاپ سه بعدی انعطاف پذیر ایجاد کرده ایم که توسط یک مدار مجتمع با استفاده از فشار هوا کنترل می شود. انعطاف پذیری ماژول های منطقی با این واقعیت نشان می دهد که این واکر حتی می تواند بار اتومبیلی که از روی آن می گذرد را تحمل کند..
“به عنوان نمونه ای از سیستم های کنترل پیچیده تر، ما همچنین یک توزیع کننده نوشیدنی بدون وسایل الکترونیکی ایجاد کرده ایم.”
