С отлична гъвкавост и адаптивност, меките надуваеми роботи се превръщат в светлината на бъдещето в много приложения. Обаче безпроблемното интегриране на сензорни и контролни системи в тези роботи е трудно предизвикателство, тъй като трябва да се направи, без да се прави компромис с мекотата, форм-фактора или производителността на робота.
Изследователски екип, ръководен от проф. Jiyun Kim (Департамент по инженерство на нови материали, UNIST) и проф. Jonbum Bae (Департамент по машинно инженерство, UNIST) направи огромен пробив в тази област, като успешно разработи иновативно решение, известно като "мек клапан " технология, която позволява пълното интегриране на сензори и контролни вентили. При запазване на мекотата на робота.
Традиционно тялото на мекия робот е трябвало да съществува съвместно с твърди електронни компоненти, за да даде възможност за сензорни функции. Това предизвикателство доведе до технологията "мек клапан", интегрирано решение, което смесва сензори и контролни клапани заедно, без да пречи на мекотата на робота. Технологията използва меки аналогови сензори и контролни вентили, компоненти, които не изискват електричество, за да работят.
Тези тръбни компоненти имат двойна функция: те са в състояние да откриват външни стимули, докато използват въздушно налягане, за да контролират прецизно движенията на робота.
Този пробив означава, че меките роботи вече не трябва да разчитат на твърди електронни компоненти за усещане и контрол. Традиционните меки роботи имат гъвкави тела, но често изискват твърди електронни компоненти за откриване на стимули и управление на задвижването. Въпреки това, появата на технологията с меки клапани даде на тези роботи по-голяма автономност и адаптивност.
Това изследване също носи широк спектър от перспективи за приложение. Изследователският екип създаде универсални клещи, които могат умело да захващат крехки предмети, като картофен чипс, избягвайки възможността от прекомерна сила, която може да доведе до счупване, когато традиционно твърдите роботи вземат предмети.
В допълнение, изследователският екип успешно е разработил носими роботи, подпомагани с лакти, предназначени да намалят тежестта върху мускулите при извършване на повтарящи се задачи или работни места, които изискват напрегната дейност на ръцете. Тези опори за лактите автоматично се настройват към ъгъла на сгъване на ръката на индивида, намалявайки стреса средно с 63 процента и правейки носенето на робота по-удобно.
Основният принцип на технологията с меки клапани е да се използва въздушният поток в тръбната структура за работа. Когато се приложи напрежение към единия край на тръбата, вътрешната резба я компресира, като по този начин контролира притока и изтичането на газ. Това уникално движение, подобно на акордеон, позволява прецизно и гъвкаво движение на робота без необходимост от електричество.
Изследователският екип установи също, че чрез програмиране на структурата или броя на нишките в тръбата, те могат точно да контролират промените във въздушния поток. Тази възможност за програмиране позволява на робота да бъде адаптиран към различни ситуации и изисквания, като същевременно остава гъвкав в отговор на външни сили.
Професор Бае каза: "Тези новоразработени компоненти могат лесно да бъдат програмирани с материали, които да се използват без необходимост от електроника. Този пробив значително ще насърчи напредъка на различни носими системи."
Тази революционна технология с меки клапани бележи важна стъпка към разрешаването на автономната работа на напълно меки роботи без електроника, важен крайъгълен камък в подобряването на безопасността и адаптивността в множество индустрии. Констатациите, публикувани в списанието Nature Communications, откриват нови възможности за бъдещето на меката роботика. Очаква се тази технология да играе ключова роля в здравеопазването, производството и много други области, внасяйки по-голямо удобство и иновации в нашия живот и работа.