Výskumníci prvýkrát vytlačili robotickú ruku s kosťami, väzmi a šľachami
Nová robotická ruka je kompletne funkčná hneď po vytlačení. Skladá sa z rôzne pevných materiálov.
Výskumníci z ETH Zürich po prvýkrát pomocou pokročilej 3D tlačiarenskej metódy vytvorili robota, ktorý hýbe prstami pomocou systému imitujúceho ľudské kosti, väzivo a šľachy.
Autori novej štúdie vysvetľujú, že dlhú dobu bolo možné pomocou 3D tlačiarní vytvárať robotov len z materiálov, ktoré mali obmedzenú elasticitu. Nové materiály sú nielen odolnejšie, ale hlavne viac flexibilné. Ide o polyméry, na ktorých pracovali výskumníci z ETH Zürich, v spolupráci s americkým start-upom. Nové technológie zároveň umožňujú kombinovať jemné a elastické materiály s pevnými štruktúrami.
Výsledkom tejto novej a jedinečnej kombinácie materiálov je robotická ruka, ktorá má svoje vlastné kosti, šľachy a väzivo, čím napodobňuje spôsob, akým funguje reálna biologická končatina. Každá časť robotickej ruky sa skladá z odlišných polymérov, ktoré dokázala 3D tlačiareň vytvoriť všetky naraz.
“Niečo také by sme nedokázali vytvoriť s použitím polyakrylátov, ktoré sa používali v 3D tlačiarňach doteraz. Momentálne používame thiolénové polyméry, ktoré sa vyznačujú mimoriadne dobrými elastickým vlastnosťami a vrátia sa do pôvodného stavu po ohnutí oveľa skôr ako polyakryláty,” vysvetlil Thomas Buchner, jeden z autorov štúdie.
Buchner ďalej prezradil, že thiolénové polyméry sú ideálne pre výrobu elastického väziva robotickej ruky. Ďalšou pozoruhodnou vlastnosťou je, že výskumníci môžu vyladiť tuhosť tohto materiálu, vďaka čomu môže robot nájsť širšie uplatnenie. Roboty vyrobené z mäkkých materiálov majú niekoľko výhod oproti typickým kovovým robotom. Jednou z výhod je napríklad menšie riziko zranenia človeka, ktorý pracuje spolu s robotom. Ďalšou výhodou je, že mäkké roboty môžu lepšie pracovať s krehkými materiálmi.
Nová metóda 3D tlačenia otvára dvere do novej éry robotiky
Autori štúdie však museli postupovať pri 3D tlačení inak. Bežné tlačiarenské metódy pracujú tak, že sa vytvára vrstva po vrstve. Najprv tryska nanesie jednu vrstvu materiálu, ktorú následne UV lampa ošetrí. Ešte pred nanesením novej vrstvy zariadenie ošúcha povrch polyméru a odstráni akékoľvek nepravidelnosti.
Neprehliadnite
S mäkkými materiálmi to ale nefunguje tak dobre. Namiesto toho vedci použili 3D laserový skener, ktorý skontroloval každú vytlačenú vrstvu. Ak sa objavila nejaká nepravidelnosť, v nasledujúcej vrstve sa kompenzovala. Tento systém dokáže hľadať nepravidelnosti v reálnom čase a s mimoriadnou presnosťou.
“V podstate naša technológia objaví nerovnosť a pri tlačení novej vrstvy ju berie do úvahy,” tvrdí spoluautor štúdie, Wojciech Matusik.
Výskumníci aj naďalej skúmajú nové možnosti, kam by sa s touto jedinečnou 3D tlačiarenskou metódou mohli dostať. Vývojom sofistikovanejších robotických štruktúr by mohli výskumníci nájsť ďalšie sféry, v ktorých by sa mäkké robotické štruktúry mohli uplatniť. Okrem robotickej ruky dokázali výskumníci vytvoriť aj chodiaceho robota, alebo metamateriály, ktoré by mohli napríklad pohlcovať vibrácie.
Komentáre