Объединив два разных подхода в интегрированный рабочий процесс, исследователи Сингапурского университета технологии и дизайна разработали новый автоматизированный процесс проектирования и изготовления индивидуальных мягких роботов. Их метод может быть применен к другим типам мягких роботов, что позволяет легко адаптировать их механические свойства.
Хотя роботов часто изображают как жесткие металлические конструкции, быстро набирает обороты новый класс гибких машин, известный как мягкие роботы. Вдохновленные гибкими формами живых организмов, мягкие роботы находят широкое применение, в частности, в области распознавания, движения, захвата объектов и манипулирования ими. Тем не менее, такие роботы по-прежнему в основном изготавливаются с помощью методов ручного литья, что ограничивает достижимую сложность и геометрию.
«Большинство подходов к изготовлению являются преимущественно ручными из-за отсутствия стандартных инструментов», — сказал доцент SUTD Пабло Вальдивия и Альварадо, руководивший исследованием. «Но 3D-печать или аддитивное производство постепенно вступают в игру, поскольку они обеспечивают повторяемость и позволяют создавать более сложные конструкции, улучшая качество и производительность».
По словам доктора Вальдивиа-и-Альварадо, встроенная 3D-печать, при которой чернила из различных материалов выдавливаются в поддерживающую матрицу, особенно подходит для изготовления мягких роботов из нескольких материалов или композитов. Однако, чтобы убедиться, что эти роботы оптимально спроектированы, команда обратилась к оптимизации топологии (TO), где математические модели используются для проектирования заказных структур в пределах набора ограничений.
Автоматизируя эти два ключевых этапа в единой структуре, авторы надеялись разработать интегрированный рабочий процесс для создания настраиваемых программных роботов и минимизировать потенциальные ошибки на этом пути. Для исследования группа использовала плавающего автономного робота, вдохновленного батоидами. Рабочий процесс начинается с определения геометрии плавников робота, после чего TO используется для создания желаемой структуры с желаемыми свойствами в пределах заданного материала и ограничений движения. Затем оптимизированный дизайн преобразуется в код, который считывается созданными командой 3D-принтерами, которые, в свою очередь, производят робота.
Источник — 1nsk.ru.