Platform bangunan modular untuk robot paling cerdik
Engine

Platform bangunan modular untuk robot paling cerdik


Mesin lunak kecil submillimeter yang dapat berubah bentuk. Kredit: Max Planck Society

Sebuah tim ilmuwan dari Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) telah mengembangkan sistem yang dapat mereka gunakan untuk membuat blok penyusun robot miniatur dengan balok penyusun, yang berfungsi persis seperti yang diperlukan.

Seperti yang akan dilakukan dengan sistem Lego, para ilmuwan dapat menggabungkan komponen individu secara acak. Blok penyusun atau voxel — yang dapat digambarkan sebagai piksel 3D — terbuat dari bahan yang berbeda: dari bahan matriks dasar yang menahan konstruksi hingga komponen magnetis yang memungkinkan kontrol mesin lunak. “Anda dapat menyatukan masing-masing bagian lunak dengan cara apa pun yang Anda inginkan, tanpa batasan pada apa yang dapat Anda capai. Dengan cara ini, setiap robot memiliki profil magnetisasi individu,” kata Jiachen Zhang. Bersama dengan Ziyu Ren dan Wenqi Hu, dia adalah penulis pertama makalah yang berjudul “Mesin lunak magnetik miniatur tiga dimensi Voxelated melalui perakitan heterogen multimaterial.” Makalah ini diterbitkan di Ilmu Robotika pada 28 April 2021.

Proyek ini adalah hasil dari banyak proyek sebelumnya yang dilakukan di Departemen Intelijen Fisik di MPI-IS. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengerjakan robot yang dikendalikan secara magnetis untuk aplikasi perangkat medis nirkabel dalam skala kecil, dari ukuran milimeter hingga mikrometer. Sementara desain mutakhir yang mereka kembangkan hingga saat ini telah menarik perhatian di seluruh dunia, mereka dibatasi oleh bahan tunggal pembuatannya, yang membatasi fungsinya.

  • Platform bangunan modular untuk robot paling cerdik

    Pendekatan perakitan heterogen membuat mesin lunak berbentuk bunga dengan distribusi kekakuan yang kompleks dan perubahan bentuk yang dapat dibalik. Tiga dari kelopaknya mekar pertama dengan kekuatan medan magnet yang lebih rendah dan tiga lainnya mekar kemudian saat kekuatan medan meningkat. Kredit: Max Planck Society

  • Platform bangunan modular untuk robot paling cerdik

    Ilustrasi robot miniatur yang mengubah bentuk yang dibuat menggunakan platform perakitan yang heterogen. Voxel yang terbuat dari multimaterial secara bebas diintegrasikan bersama untuk membuat robot dengan geometri 3D dan profil magnetisasi yang berubah-ubah. Kredit: Max Planck Society

“Saat membuat miniatur robot bertubuh lunak, kami memiliki banyak desain yang berbeda dan seringkali rumit. Karena ukurannya yang kecil, kemampuan fabrikasi yang tersedia sangat terbatas, dan ini menjadi tantangan besar. Selama bertahun-tahun, para peneliti telah mencoba mengembangkannya. platform fabrikasi inovatif yang memberi para ilmuwan kemampuan yang benar-benar baru. Tim kami sekarang telah berhasil mendemonstrasikan cara baru untuk membangun robot lunak yang jauh lebih kompleks dengan komponen yang berbeda, bukan hanya satu. Dengan mencampur dan mencocokkan, kami mengaktifkan fungsi yang dibuat khusus dan kompleks morfologi robot. Platform pembangunan modular baru kami akan membuka jalan bagi banyak robot nirkabel fungsional baru, beberapa di antaranya berpotensi menjadi perangkat medis invasif minimal di masa depan, “kata Metin Sitti, yang memimpin Departemen Kecerdasan Fisik dan telah memelopori banyak robot miniatur medis dan bio-terinspirasi nirkabel.

Platform bangunan modular untuk robot paling cerdik

Ribuan voxel dibuat dalam satu langkah. Seperti adonan yang didistribusikan dalam nampan kue, para ilmuwan menggunakan cetakan kecil untuk membuat balok individu – yang masing-masing tidak lebih dari sekitar 100 mikrometer. Komposisi kemudian terjadi secara manual di bawah mikroskop, karena mengotomatiskan proses penyatuan partikel masih terlalu rumit. Saat tim mengintegrasikan simulasi sebelum membuat robot, mereka melakukan pendekatan trial and error pada desain hingga mencapai kesempurnaan. Pada akhirnya, bagaimanapun, tim bertujuan untuk otomatisasi; hanya dengan demikian mereka dapat meraup skala ekonomis jika mereka mengkomersialkan robot di masa depan. “Dalam pekerjaan kami, fabrikasi otomatis akan menjadi prioritas tinggi,” kata Jiachen Zhang. “Adapun desain robot yang kami lakukan hari ini, kami mengandalkan intuisi kami berdasarkan pengalaman ekstensif bekerja dengan berbagai bahan dan robot lunak.” Kredit: Max Planck Society

“Kami telah melihat pencetakan 3D atau pengecoran cetakan voxel hanya dengan satu bahan. Itu membatasi fungsionalitasnya — satu bahan hanya dapat melakukan banyak hal,” kata Ziyu Ren. “Jika Anda menginginkan lebih banyak fungsi seperti yang kami lakukan dan profil magnetisasi yang unik, Anda harus memperkenalkan seluruh rangkaian bahan yang berbeda, misalnya dengan mencampurkan berbagai bahan non-magnet dan magnet.

https://www.youtube.com/watch?v=/ANG0Wn5FyO0

“Sebelumnya, profil magnetisasi setiap robot terbatas pada pola tertentu karena kopling yang kuat dengan geometri robot. Sekarang, kami telah membuat platform yang dapat mencapai profil magnetisasi yang fleksibel. Kita dapat melakukannya dengan mengintegrasikan beberapa bagian magnet secara bebas. dalam satu sistem, “Jiachen Zhang menambahkan.


Peneliti membuat robot penangkap lalat


Informasi lebih lanjut:
Jiachen Zhang dkk. Mesin lunak magnetik miniatur tiga dimensi voxelated melalui perakitan heterogen multimaterial, Ilmu Robotika (2021). DOI: 10.1126 / scirobotics.abf0112

Disediakan oleh Max Planck Society

Kutipan: Platform pembangunan modular untuk robot paling cerdik (2021, 29 April) diambil pada 29 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-modular-platform-ingenious-robots.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagu togel