Winnaar 2021 Create the Future Design Contest: Elektronica-vrije Zachte Looprobot Leidt Manufacturing/Robotics/Automation Categorie

Dylan Drotman, Universiteit van Californië, San Diego

Winnaar van een HP Workstation

Deze vierpoten zachte robot heeft geen elektronica nodig om te werken – alleen een constante bron van geperstef lucht voor al zijn functies inclusief besturing en locomotiesystemen. Toepassingen omvatten robots die kunnen opereren in omgevingen waar elektronica niet kan functioneren zoals MRI-machines of mijnafbouwputten. Zachte robots zijn van bijzonder belang omdat ze gemakkelijk aan hun omgeving aanpassen en veilig bij mensen opereren.

Pneumatische Circuits inplaats van Elektronica

Meeste zachte robots worden aangedreven door geperste lucht en worden bestuurd door elektronische circuits; echter, deze benadering vereist complexe componenten zoals printplaten, kleppen, en pompen, vaak buiten het robotlichaam. In tegenstelling, wordt de nieuwe robot bestuurd door een lichtgewicht, laagkost systeem van pneumatische circuits, opgebouwd uit buizen en zachte kleppen aan boord van de robot zelf. De robot kan lopen op commando of in reactie op signalen die het uit de omgeving waarneemt.

Nachtsboog-achtige Reflexen

De robot's computationele kracht nabootst zoogdierreflexen die gedreven worden door een zenuwreactie van de ruggenmerg eerder dan de hersenen. Om deze reflexen na te bootsen, werd een systeem van kleppen gecreëerd dat fungeert als een groep oscillatoren, de volgorde beheersend waarin geperste lucht in lucht-aangedreven spieren in de robot's vier ledematen binnenstroomt. Een component coördineert de robot's gang door de injectie van lucht in de robot's poten te vertragen.

De robot is ook uitgerust met eenvoudige mechanische sensoren – kleine zachte bellen gevuld met vloeistof geplaatst aan het einde van uittreksels uitstekend uit de robot's lichaam. Wanneer de bellen ingedrukt worden, keert de vloeistof een klep in de robot om wat ervoor zorgt dat het de richting omkeert. De robot is uitgerust met drie kleppen die als invertors fungeren die een hoge-druk toestand laten verspreiden rond het lucht-aangedreven circuit, met een vertraging bij elke invertor.

Bewegingsmechanica

Elk van de robot's vier poten heeft drie vrijheidsgraden aangedreven door drie spieren. De poten zijn onder een hoek van 45 graden naar beneden gericht en samengesteld uit drie parallelle, verbonden, pneumatische cilindrische kamers met bellows. Wanneer een kamer onder druk gezet wordt, buigt het lid in de tegengestelde richting. Als resultaat, bieden de drie kamers van elk lid de multi-as buiging die nodig is voor lopen.

In de toekomst zou de robot verbeterd worden om op natuurlijk terrein en oneffen oppervlakken te lopen, wat het in staat stelt om over een verscheidenheid aan obstakels te navigeren. Dit zou een meer gesofistikeerd netwerk van sensoren vereisen en als resultaat, een complexer pneumatisch systeem.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Lees een Web-exclusief interview met onderzoeker Dylan Drotman.

EERBETUIGINGEN

The Armature Project

Southern Taiwan University of Science and Technology, Taiwan

Een prothetische arm genaamd AI Armature gebruikt kunstmatige intelligentie en computervisie via slimme brillen. Een gebarenbesturingssysteem vermindert de inspanning die bovenlichaam-amputees nodig hebben om hun prothetische hand te activeren.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Cosmic Scale

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

Cosmic Scale gebruikt kosmische muon-verszwakkingsdata om continue 3D-informatie op grote structuren te genereren. Aangezien muions overal op aarde vrij beschikbaar zijn, kan dit virtueel overal gedaan worden.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Mo Rolstoel Combinatie

Vasilatos Ianis, Oradea, Roemenië

De Mo rolstoel is een lichtgewicht oplossing die een persoon's vermogen vergroot om hun stoel over natte, modderige, of oneffen oppervlakken te nemen zonder onnodige stress op de fysieke omgeving of de persoon die de stoel gebruikt. Het kan ontmanteld of snel gevouwen worden tot een formaat klein genoeg om te transporteren.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Oplosmiddelvrije Silicone 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-mist additief en coatingformulering met een mistgeneratie die 28 keer lager is dan de industriële mistdrempel voor hoge-snelheid release coating en labeltoepassingen.

Voor meer informatie, bezoek hier.

Bekijk de rest van dit jaar's winnaars:

• GROTE PRIJS WINNAAR
• AEROSPACE & DEFENSE
• AUTOMOTIVE/TRANSPORTATION
• CONSUMER PRODUCT DESIGN
• ELECTRONICS/SENSORS/IOT
• MEDICAL
• SUSTAINABLE TECHNOLOGIES/FUTURE ENERGY