科研人員開發的3D打印氣動邏輯模塊，僅使用氣壓即可控制軟體機器人運動
時間：2024-02-04 10:13 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
△弗萊堡大學開發的3D打印氣動邏輯模塊
2024年2月2日，弗萊堡大學的一個研究團隊現已開發出3D打印的氣動邏輯模塊，僅使用氣壓即可控制軟機器人的運動。這些模塊可以實現氣流的邏輯切換，從而可以模擬電氣控制。這些模塊，首次實現了完全在3D打印機中使用傳統長絲打印材料生產柔性無電子軟體機器人。
△由Stefan Conrad博士、Falk Tauber博士、Joscha Teichmann博士和Thomas Speck教授領導的研究小組在《Science Robotics》上發表了研究成果，題目為“用于控制軟機器人致動器的3D打印數字氣動邏輯”
Conrad表示：“我們的設計使任何具有3D打印經驗的人都可以生產此類邏輯模塊，并使用它們來控制軟機器人，而無需高端打印設備。這標志著朝著完全無電子氣動控制電路邁出的重要一步，可以取代未來軟機器人中日益復雜的電氣元件。”
△這些模塊首次使得完全在3D打印機中使用由傳統打印材料制成
模塊可以執行布爾運算并有針對性地將氣流引導到運動元件中
該模塊由兩個加壓室組成。這些室之間有一條3D打印通道。通過壓縮通道，膨脹室可以阻止其中的氣流并像閥門一樣對其進行調節。
通過有針對性地打開和關閉閥門，模塊可以以類似于電路的方式執行布爾邏輯功能AND、OR和NOT，并將氣流引導到軟體機器人的運動元件中。各個模塊執行哪種功能取決于施加氣壓的腔室。
根據所選材料的不同，模塊可以在80至750千帕以上的壓力下運行。與其它氣動系統相比，它們的響應時間約為100毫秒。
△在實際的測試中步行機在運行過程中被一輛1500公斤的汽車碾過，但仍毫發無傷地繼續行駛
應用范圍廣泛
Conrad表示："這些模塊的潛在應用是巨大的。我們研發了一種靈活的3D打印機器人步行器，其集成電路利用氣壓控制。邏輯模塊的靈活性體現在該步行器甚至能夠承受汽車駛過的負載。”
△該團隊還開發了一種無電子飲料分配器
該團隊表示，作為更為復雜控制系統的一個典范，他們還成功研制了一款無電子飲料分配器。
未來，希望這樣的軟機器人能夠適應復雜和惡劣的條件，包括無法到達的地形以及受到化學物質或輻射影響的環境。這種靈活性將使軟機器人在各種應用中大顯身手，從而推動科技的進步。
(責任編輯：admin)
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