Kỹ thuật in

Các nhà nghiên cứu đánh bại Super Mario Bros. bằng cách sử dụng bàn tay robot in 3D

Các kỹ sư từ Đại học Maryland đã sử dụng tính năng in 3D để phát triển một bàn tay robot có khả năng chơi Hệ thống giải trí Nintendo (NES).

Được in bằng công nghệ PolyJet Stratasys , robot mềm ba ngón có các mạch chất lỏng tích hợp đầy đủ, có nghĩa là các chuyển động của nó được cung cấp bởi áp suất không khí chứ không phải điện. Mặc dù các nhà nghiên cứu rất có thể đã chọn một cuộc trình diễn tiêu chuẩn để đánh giá hoạt động của bàn tay, chẳng hạn như một bản nhạc piano, họ quyết định độ chính xác và bản chất hướng đến mục tiêu của trò chơi điện tử được thực hiện để có một thử nghiệm tốt hơn.

Ryan Sochol, đồng tác giả của nghiên cứu, đã viết, “Với một cây đàn piano, chúng ta có thể thiết lập nhịp độ tùy ý và bất kỳ lỗi nào như bỏ sót một nốt nhạc sẽ không có hình phạt đáng kể. Ngược lại, thời gian và cấp độ của trò chơi điện tử đã được thiết lập từ lâu và luôn luôn thay đổi, chỉ cần một sai sót duy nhất có thể khiến trò chơi kết thúc ngay lập tức, vì vậy chơi một trò chơi như Super Mario Bros. trong thời gian thực cung cấp một phương tiện cho đánh giá hiệu suất của robot mềm là một thử thách độc đáo và không khoan nhượng. ”

Robot in 3D kể từ đó đã đánh bại cấp độ đầu tiên của Super Mario Bros.

The 3D printed soft robotic hand. Photo via University of Maryland.
The 3D in tay robot mềm. Ảnh qua Đại học Maryland.

Robot mềm là gì?

Như cái tên có thể gợi ý, rô bốt mềm là một loại rô bốt đặc biệt được đặc trưng bởi tính dễ uốn và dễ hỏng của chúng. Chúng thường được sản xuất bằng vật liệu mềm dẻo như cao su hoặc silicone, và đã được sử dụng trong các ứng dụng y tế và sản xuất trong nhiều năm.

Vì chúng có thể tạo khuôn và mở rộng xung quanh các cấu trúc phức tạp, rô bốt mềm có thể được cấy ghép vào cơ thể con người với ít nguy cơ tổn thương mô. Điều này làm cho chúng trở thành một lĩnh vực nghiên cứu tuyệt vời cho các ứng dụng như công cụ phẫu thuật, thiết bị phân phối thuốc và bộ phận giả tùy chỉnh. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng trong các cơ sở sản xuất khối lượng lớn, nơi các công ty đang ngày càng sử dụng nhiều máy gắp rô bốt mềm trên dây chuyền sản xuất.

Sochol nói với CBS : “Những loại robot đặc biệt này được cung cấp năng lượng bằng chất lỏng như nước hoặc không khí. “Robot mềm có thể kéo căng hoặc phồng lên hoặc xẹp xuống một cách tương đối dễ dàng. Do đó, chúng có khả năng thích ứng vốn có để cải tạo xung quanh các vật thể phức tạp và đôi khi là tinh vi. ”

Các thí nghiệm về robot mềm cũng đầy rẫy trong lĩnh vực in 3D. Đầu năm nay, các nhà nghiên cứu từ Đại học Harvard đã in 3D một trường cá rô-bốt mềm có khả năng bơi theo các kiểu phức tạp mà không cần sự hỗ trợ của Wi-Fi hoặc GPS. Lấy cảm hứng từ loài cá phẫu thuật sống ở rạn san hô đặc biệt, 'Bluebots' của nhóm có bốn vây để điều hướng chính xác, cùng một hệ thống đèn LED và camera cho phép chúng tụ tập thành đàn mà không va chạm.

Ở những nơi khác, các nhà khoa học tại Đại học Thiên Tân của Trung Quốc trước đây đã in 3D một Robot có thể tùy chỉnh có khả năng mở rộng quy mô và giám sát các đường ống tại các cơ sở công nghiệp trong thời gian thực. Thiết bị một mảnh có một loạt các cơ chế uốn mềm và bộ kẹp mô-đun, cho phép nó linh hoạt leo lên các cơ sở hạ tầng có hình dạng kỳ lạ.

Sochol's research team playing Super Mario Bros. using the 3D printed robotic hand. Photo via University of Maryland.
Nhóm nghiên cứu của Sochol chơi Super Mario Bros. sử dụng bàn tay robot in 3D. Ảnh qua Đại học Maryland.

In 3D mạch chất lỏng tích hợp

Vậy điều gì đã khiến thiết kế robot in 3D của Sochol trở nên độc đáo như vậy? Các nhà nghiên cứu ở Maryland đã tích hợp cái mà họ gọi là 'mạch chất lỏng' – hệ thống ống nước mà họ có thể điều khiển các ngón tay của robot. Thay vì sử dụng bóng bán dẫn bán dẫn để báo hiệu bật tắt như các vi mạch điện tử thông thường do, robot mềm được in 3D sử dụng cảm biến áp suất ở mỗi ngón tay. Hoạt động của các ngón tay sau đó được điều khiển bởi áp suất không khí chạy qua bàn tay.

Sochol cho biết thêm, “Điều đặc biệt ở đây là chúng tôi đã tạo ra một loại mạch chất lỏng mới có thể cảm nhận các loại áp suất của không khí để quyết định nó sẽ hoạt động như thế nào.”

Ví dụ, khi không có áp lực, không có ngón tay nào được kích hoạt. Khi có áp suất thấp, chỉ có ngón tay đầu tiên được kích hoạt. Ở áp suất trung bình, ngón giữa được kích hoạt và ở áp suất cao, ngón cuối cùng được kích hoạt. Bằng cách lập trình các tổ hợp áp suất không khí khác nhau để chạy qua bàn tay, nhóm đã có thể vượt qua Thế giới 1-1 trên bộ điều khiển NES và tránh tất cả các Goombas để đưa Mario lên cột cờ ở cuối.

The fluidic circuit used to control the fingers of the hand. Image via University of Maryland.
Mạch chất lỏng được sử dụng để điều khiển các ngón tay của tay. Hình ảnh qua Đại học Maryland.

Trong nỗ lực cải tiến robot mềm và cải thiện khả năng tiếp cận, Sochol và nhóm của ông đã rất vui lòng nguồn mở các tệp thiết kế cho rô bốt trên GitHub . Các chi tiết khác của nghiên cứu có thể được tìm thấy trong bài báo có tiêu đề 'Robot mềm được in 3D hoàn toàn với mạch chất lỏng tích hợp' .

Đề cử cho 2021 Giải thưởng ngành in 3D hiện đang được mở, hãy có tiếng nói của bạn về việc ai đang dẫn đầu ngành hiện nay.

Đăng ký theo dõi Bản tin ngành in 3D để biết tin tức mới nhất về sản xuất phụ gia. Bạn cũng có thể giữ kết nối bằng cách theo dõi chúng tôi trên Twitter , thích chúng tôi trên Facebook, và điều chỉnh Kênh YouTube của ngành in 3D .

Tìm kiếm một nghề nghiệp trong sản xuất phụ gia? Thăm nom Công việc in 3D để lựa chọn các vai trò trong ngành.

Hình ảnh nổi bật cho thấy bàn tay robot mềm được in 3D. Ảnh qua Đại học Maryland.

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button