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La nueva tecnología de impresión 3D podría llevar la detección a la robótica

La nueva tecnología de impresión 3D podría llevar la detección a la robótica


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La robótica blanda ha comenzado a hacerse cargo del campo de la robótica. Estos robots únicos se especializan en meterse en espacios reducidos o tener estructuras flexibles a menudo inspiradas en la naturaleza. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Harvard se ha basado en esos robots blandos "naturales" agregándoles elementos sensoriales.

Las adiciones del grupo de Harvard serían una de las primeras formas en que los robots podrían responder y sentir el mundo que los rodea. Los investigadores publicaron su trabajo en la revista Advanced Materials, y el artículo detalla cómo los sensores detectan con precisión el movimiento, la presión, el tacto y la temperatura.

"Nuestra investigación representa un avance fundamental en robótica blanda", dijo Ryan Truby, primer autor del artículo y reciente Ph.D. Licenciado en SEAS. "Nuestra plataforma de fabricación permite que los motivos de detección complejos se integren fácilmente en sistemas robóticos suaves".

Si bien ha habido muchos avances en la escala y la flexibilidad de la robótica suave, los sensores han seguido siendo en gran medida una lucha para los ingenieros de robótica. Esto se debe en gran parte a que los propios sensores suelen ser rígidos. Entonces, a pesar de la flexibilidad y facilidad de movimiento de un robot blando, los sensores estructurados seguirían inhibiendo al robot.

Para superar este dolor de cabeza, los investigadores fabricaron una tinta conductora a base de líquido iónico orgánico en lugar de un sensor de hardware tradicional. Esta tinta podría colocarse en cualquier impresora 3D e imprimirse dentro de los cuerpos blandos de los robots.

"Hasta la fecha, la mayoría de los sistemas integrados de sensores / actuadores utilizados en robótica blanda han sido bastante rudimentarios", dijo Michael Wehner, ex becario postdoctoral de SEAS y coautor del artículo. "Al imprimir directamente sensores de líquido iónico dentro de estos sistemas blandos, abrimos nuevas vías para el diseño y la fabricación de dispositivos que, en última instancia, permitirán un verdadero control de circuito cerrado de robots blandos".

Y para probar sus creaciones, el equipo recurrió al laboratorio de bioingeniería de la profesora Jennifer Lewis. Lewis se desempeña como profesor de ingeniería de inspiración biológica en SEAS y miembro principal de la facultad del Instituto Wyss. Dijo que la técnica de impresión 3D llamada "impresión 3D incrustada" podría emparejar perfectamente la tinta de "detección" con las estructuras del cuerpo blando.

"Este trabajo representa el último ejemplo de las capacidades habilitadoras que ofrece la impresión 3D integrada, una técnica de la que fue pionero nuestro laboratorio", dijo Lewis.

El equipo quedó anonadado con los resultados. Imprimieron una pinza robótica con tres actuadores para probar la capacidad de respuesta de la tinta. Los investigadores colocaron múltiples sensores de contacto para darle a la "mano" mejores ideas de tacto.

“La función y la flexibilidad de diseño de este método son incomparables”, dijo Truby. "Esta nueva tinta combinada con nuestro proceso de impresión 3D integrado nos permite combinar tanto la detección suave como la actuación en un sistema robótico suave integrado".

Los investigadores quieren ampliar el estudio de las aplicaciones de esta tinta y potencialmente aplicarla a otros elementos de la robótica impresa en 3D.

"La robótica blanda suele estar limitada por las técnicas de moldeo convencionales que limitan las opciones de geometría o, en el caso de la impresión 3D comercial, la selección de materiales que dificulta las opciones de diseño", dijo Robert Wood, profesor de ingeniería y ciencias aplicadas de Charles River en SEAS, Core Miembro de la facultad del Instituto Wyss y coautor del artículo. "Las técnicas desarrolladas en el Laboratorio Lewis tienen la oportunidad de revolucionar la forma en que se crean los robots, alejándose de los procesos secuenciales y creando robots complejos y monolíticos con sensores y actuadores integrados".


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