研究者らが開発した3Dプリント空気圧ロジックモジュールは、空気圧のみを使用してソフトロボットの動きを制御できる。

研究者らが開発した3Dプリント空気圧ロジックモジュールは、空気圧のみを使用してソフトロボットの動きを制御できる。
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-2-2 16:33 に最後に編集されました

南極のクマの紹介:将来的には、ソフトロボットは、特にアクセスが困難な地形や化学物質や放射線にさらされる環境において、従来のロボットでは実行できないタスクを実行できるようになります。このような環境は、金属製の電子制御ロボットに損傷を与える可能性があります。したがって、ソフトロボットの設計では、この困難を克服し、電子機器を必要とせずに効果的に制御できることを保証する必要があります。この課題はまだ開発段階にあり、継続的な研究と革新が必要です。

△フライブルク大学が開発した3Dプリント空気圧ロジックモジュール
2024年2月2日、Antarctic Bearは、フライブルク大学の研究チームが空気圧のみを使用してソフトロボットの動きを制御できる3Dプリント空気圧ロジックモジュールを開発したことを知りました。これらのモジュールにより、空気の流れを論理的に切り替えて、電気制御をシミュレートできます。

これらのモジュールにより、従来のフィラメント印刷材料を使用して、3D プリンターだけで柔軟で電子機器を必要としないソフトロボットを初めて製造することが可能になりました。

△ステファン・コンラッド博士、ファルク・タウバー博士、ヨシャ・タイヒマン博士、トーマス・スペック教授が率いる研究チームは、「ソフトロボットアクチュエータを制御するための3Dプリントデジタル空気圧ロジック」と題した研究結果をScience Robotics誌に発表しました。
「私たちの設計により、3D 印刷の経験がある人なら誰でも、高性能の印刷装置を必要とせずに、このようなロジック モジュールを製造し、それを使用してソフト ロボットを制御できるようになります」とコンラッド氏は語ります。「これは、将来のソフト ロボットでますます複雑化する電気部品を置き換える可能性のある、完全に電子部品を必要としない空気圧制御回路に向けた重要な一歩です。」

△ これらのモジュールは、3D プリンターで従来の印刷材料のみを使用して作られた初めてのモジュールです。
このモジュールはブール演算を実行し、空気の流れを移動要素に狙いを定めて導くことができる。

モジュールは 2 つの加圧チャンバーで構成されています。これらの部屋の間には 3D プリントされたトンネルが通っています。通路を圧縮することで、拡張チャンバーは通路内の空気の流れを遮断し、バルブのように調節することができます。

モジュールは、バルブをターゲットに合わせて開閉することで、電気回路と同様の方法でブール論理関数 AND、OR、NOT を実行し、ソフトロボットの可動要素に空気の流れを誘導することができます。各モジュールが実行する機能は、ガス圧が適用されるチャンバーによって異なります。

選択した材料に応じて、モジュールは 80 kPa から 750 kPa を超える圧力で動作できます。他の空気圧システムと比較すると、応答時間は約 100 ミリ秒です。

△実際のテストでは、歩行器は動作中に1,500kgの車に轢かれましたが、損傷することなく移動を続けました。
幅広い用途

「これらのモジュールの潜在的な用途は膨大です」とコンラッド氏は言う。「私たちは、空気圧を使って集積回路を制御する柔軟な 3D プリント ロボット ウォーカーを開発しました。ロジック モジュールの柔軟性により、このウォーカーは、その上を走る車の荷重にも耐えることができます。」

△研究チームは、電子部品を使わない飲料ディスペンサーも開発。研究チームによると、より複雑な制御システムのモデルとして、電子部品を使わない飲料ディスペンサーの開発にも成功したという。

将来的には、このようなソフトロボットが、アクセスできない地形や化学物質や放射線の影響を受ける環境など、複雑で過酷な条件に適応できるようになることが期待されています。この柔軟性により、ソフトロボットをさまざまな用途に使用できるようになり、科学技術の進歩が促進されます。




空気圧、ロジック、モジュール、科学研究

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