Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda wykorzystali druk 3D do stworzenia miękkiego robota wyposażonego w sensory czułe na dotyk, ciśnienie, ruch i temperaturę. Robot posiada trzy silikonowe palce wyposażone w zespół sensorów wydrukowanych z przewodzącego prąd żelu. Według badaczy zastosowanie technologii przyrostowych umożliwi stosunkowo łatwe tworzenie miękkich robotów ze skomplikowanymi układami sensorów.
Do tej pory twórcy nowego robota zbudowali już wiele konstrukcji inspirowanych żywymi stworzeniami, które potrafiły pływać, czołgać się, chwytać delikatne obiekty czy nawet wspomagać pracę serca. Teraz naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences oraz Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ogłosili na łamach magazynu Advanced Materials, że udało im się skonstruować urządzenie nie tylko wykonujące ruchy, ale też odbierające sygnały z otoczenia.
Praca jest sporym osiągnięciem w dziedzinie miękkiej robotyki. Choć do tej pory budowano już nieco podobne elastyczne roboty zdolne do rejestrowania sygnałów, to technika ich produkcji opierała się na wielu skomplikowanych etapach i była ograniczona do prostych układów. Nowa metoda znacząco uprasza sposób produkcji oraz konstrukcję robotów.
Rewolucyjne rozwiązanie opracowane w laboratorium Jennifer Lewis opiera się na wykorzystaniu drukowalnych żeli, które przewodzą prąd elektryczny (żele oparte są na cieczach jonowych). Podczas druku przewodzący żel zawieszany jest w elastomerowej (w tym wypadku silikonowej) matrycy umieszczonej w formie (embedded 3D printing). Dopiero po wydruku matryca jest utwardzana i wyjmowana z formy.
W celu przetestowania nowej metody postanowiono wydrukować chwytak z trzema palcami, które zginają się i posiadają zatopione wewnątrz sensory. Badano czułość urządzenia na sprężystość chwytanych przedmiotów (piłki), zakrzywienie ich powierzchni oraz temperaturę. Dzięki zastosowaniu wielu sensorów robot rejestrować może zarówno powierzchniowy kontakt z przedmiotami jak i silny nacisk.
Co istotne, wykorzystany żel zachowuje stabilność przez długi czas i nie rozpływa się w matrycy, więc wydrukowane ścieżki zachowują pierwotny kształt. Kolejnym celem twórców robota jest pełniejsze wykorzystanie jego możliwości przez połączenie z systemem samouczącym się (machine learning), by wytrenować ramię do chwytania obiektów o określonym rozmiarze, kształcie, teksturze powierzchni i temperaturze. Opracowana technologia może w przyszłości znaleźć zastosowanie m.in. w komunikacji użytkowników z urządzaniami opartej na dotyku.
źródła: www.seas.harvard.edu, onlinelibrary.wiley.com grafika przewodnia: Ryan L. Truby/Harvard University