2021 Create the Future Design Contest:Winnaar categorie Productie/Robotica/Automatisering — Elektronicavrije, zachte looprobot

Dylan Drotman Universiteit van Californië, San Diego

Winnaar van een HP workstation

Deze zachte robot met vier poten heeft geen elektronica nodig om te werken - alleen een constante bron van perslucht voor al zijn functies, inclusief de bedieningselementen en voortbewegingssystemen. Toepassingen zijn onder meer robots die kunnen werken in omgevingen waar elektronica niet kan functioneren, zoals MRI-machines of mijnschachten. Zachte robots zijn van bijzonder belang omdat ze zich gemakkelijk aanpassen aan hun omgeving en veilig in de buurt van mensen werken.

De meeste zachte robots worden aangedreven door perslucht en worden bestuurd door elektronische circuits; deze benadering vereist echter complexe componenten zoals printplaten, kleppen en pompen, vaak buiten het lichaam van de robot. De nieuwe robot wordt daarentegen bestuurd door een lichtgewicht, goedkoop systeem van pneumatische circuits, bestaande uit buizen en zachte kleppen aan boord van de robot zelf. De robot kan lopen op commando of in reactie op signalen uit de omgeving.

De rekenkracht van de robot bootst ruwweg zoogdierreflexen na die worden aangedreven door een neurale reactie van de wervelkolom in plaats van de hersenen. Om deze reflexen na te bootsen, werd een systeem van kleppen gecreëerd dat fungeert als een groep oscillatoren, die de volgorde regelen waarin perslucht de door lucht aangedreven spieren in de vier ledematen van de robot binnenkomt. Een onderdeel coördineert het lopen van de robot door de injectie van lucht in de benen van de robot te vertragen.

De robot is ook uitgerust met eenvoudige mechanische sensoren - kleine zachte belletjes gevuld met vloeistof die aan het einde van de gieken uit het lichaam van de robot steken. Wanneer de bubbels worden ingedrukt, klapt de vloeistof een klep in de robot op waardoor deze van richting verandert. De robot is uitgerust met drie kleppen die als omvormers werken en ervoor zorgen dat een hogedruktoestand zich verspreidt over het luchtaangedreven circuit, met een vertraging bij elke omvormer.

Elk van de vier poten van de robot heeft drie vrijheidsgraden, aangedreven door drie spieren. De poten staan ​​onder een hoek van 45 graden naar beneden en bestaan ​​uit drie parallelle, verbonden, pneumatische cilindrische kamers met balg. Wanneer een kamer onder druk staat, buigt de ledemaat in de tegenovergestelde richting. Als gevolg hiervan zorgen de drie kamers van elke ledemaat voor meerassige buiging die nodig is om te lopen.

In de toekomst zou de robot worden verbeterd om op natuurlijk terrein en oneffen oppervlakken te lopen, waardoor hij over verschillende obstakels kan navigeren. Dit zou een geavanceerder netwerk van sensoren vereisen en als resultaat een complexer pneumatisch systeem.

Voor meer informatie, bezoek hier .

Lees een exclusief webinterview met onderzoeker Dylan Drotman.

EERLIJKE VERMELDINGEN

Het armatuurproject

Zuid-Taiwan Universiteit voor Wetenschap en Technologie, Taiwan

Een prothetische arm genaamd AI Armature maakt gebruik van kunstmatige intelligentie en computervisie via een slimme bril. Een gebarencontrolesysteem vermindert de inspanning die geamputeerden van de bovenste ledematen nodig hebben om hun prothesehand te bedienen.

Voor meer informatie, bezoek hier .

Kosmische schaal

Alexandre Junqueira en Erick Mascagni Ferdinando, Konker Labs, Sao Paulo, Brazilië

Cosmic Scale gebruikt verzwakkingsgegevens van kosmische muonen om continue 3D-informatie over grote structuren te genereren. Aangezien muonen overal op aarde vrij beschikbaar zijn, kan dit vrijwel overal worden gedaan.

Voor meer informatie, bezoek hier .

Mo Rolstoelcombinatie

Vasilatos Ianis, Oradea, Roemenië

De Mo rolstoel is een lichtgewicht oplossing die het vermogen van een persoon vergroot om zijn stoel over natte, modderige of ruwe oppervlakken te nemen zonder onnodige stress te veroorzaken op de fysieke omgeving of de persoon die de stoel gebruikt. Het kan snel worden gedemonteerd of opgevouwen tot een formaat dat klein genoeg is om te vervoeren.

Voor meer informatie, bezoek hier .

Oplosmiddelvrije siliconen release SLY-OFF™ SL 184 coating

Na Li, Zhenbin Niu, Pierre Chevalier, Thomas Davidian, Alex Knott, Nathalie Gerard, Alexandros Manikis, Alberto Petrosino, Brennan Macmillan, Celine Vlemincq en Xiaoyun Chen, Dow Chemical Co., Midland, MI

Dit is een anti-neveladditief en coatingformulering met een nevelgeneratie die 28 keer lager is dan de industriële neveldrempel voor coating- en labeltoepassingen met hoge snelheid.

Voor meer informatie, bezoek hier .

Bekijk de rest van de winnaars van dit jaar:

• WINNAAR GROTE PRIJS
• LUCHT-RUIMTE EN DEFENSIE
• AUTOMOTIEF/VERVOER
• ONTWERP CONSUMENTENPRODUCT
• ELEKTRONICA/SENSOREN/IOT
• MEDISCH
• DUURZAME TECHNOLOGIEN/TOEKOMSTIGE ENERGIE