Исследователи 3D-печати пневматических логических элементов для мягкой робототехники

Исследователи из Фрайбургского университета представили конструкцию пневматических логических вентилей, напечатанных на 3D-принтере. Эти модули, способные выполнять логические операции, заменяют электронику, предлагая надежную альтернативу роботам с мягким телом.

Команда под руководством исследователя Стефана Конрада представляет конструкцию, позволяющую энтузиастам с базовыми навыками 3D-печати создавать логические модули для управления мягкими роботами. Модули, которые легко изготавливаются с помощью стандартных 3D-принтеров с использованием стандартных нитей, имеют две камеры под давлением, разделенные сжимаемым каналом, образующим бинарный клапан. Эти простые компоненты позволяют создавать логические элементы И, ИЛИ и НЕ без необходимости использования электроники.

Пневматический логический вентиль: попеременный сигнал управления клапанами NO и NC. (Изображение предоставлено: Фрайбургский университет)

Фальк Таубер, доктор философии, один из руководителей проекта, подчеркнул универсальность этих модулей, продемонстрировав их применение в 3D-печатных роботизированных ходунках и автоматах для раздачи напитков без электроники. Робот-ходок, управляемый интегрированной пневмосхемой, продемонстрировал модули’ гибкость, выдерживая вес автомобиля, проезжающего по нему.

Раздатчик напитков, более сложная система, включает в себя пневматический кольцевой генератор и однобитовую память, использующую восемь пневматических логических вентилей. Эта установка обеспечивает периодическое переключение восьми независимых выходных сигналов, демонстрируя модули ’ адаптивность при построении сложных систем управления.

Система работает, посылая НИЗКИЙ сигнал на вход SET защелки при нажатии кнопки, активируя перистальтический насос через колебательный сигнал, проходящий через затвор ИЛИ. Повышение уровня воды активирует датчик веса, в результате чего защелка получает сигнал LOW на входе RESET, деактивируя кольцевой генератор. </п>

Пневматические логические элементы, напечатанные на 3D-принтере, представляют собой сдвиг в области мягкой робототехники, устраняющий необходимость в традиционной электронике. Этот проект открывает новые возможности для создания надежных и универсальных мягких роботов, знаменуя собой решающий шаг на пути к будущему безэлектронных пневматических схем управления.

Вы можете прочитать исследовательскую статью под названием «3D-печатная цифровая пневматическая логика для управления мягкими приводами роботов» в журнале Science Robotics. , по этой ссылке.