Мягкие роботы, управляемые жидкостями под давлением, могут исследовать новые горизонты и взаимодействовать с хрупкими объектами так, как не могут традиционные жесткие роботы. Но создание полностью мягких роботов остается проблемой, потому что многие компоненты, необходимые для питания этих устройств, сами по себе жесткие.
Теперь исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) разработали мягкие клапаны с электрическим приводом для управления гидравлическими мягкими приводами. Эти клапаны могут использоваться во вспомогательных и терапевтических устройствах, мягких роботах на основе биологических материалов, мягких захватах, хирургических роботах и т. Д.
Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Сегодняшние жесткие системы регулирования значительно ограничивают адаптивность и мобильность мягких роботов с гидравлическим приводом», — сказал Роберт Дж. Вуд, профессор технических и прикладных наук Гарри Льюиса и Марлин МакГрат в SEAS и старший автор статьи. «Здесь мы разработали мягкие и легкие клапаны для управления мягкими гидравлическими приводами, которые открывают возможности для мягкого бортового управления для будущих плавных мягких роботов ».
Мягкие клапаны не новы, но до сих пор ни один из них не достиг давления или скорости потока, необходимых для многих существующих гидравлических приводов. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда разработала новые приводы из динамического диэлектрического эластомера (DEA) с электроприводом. Эти мягкие актуаторы имеют сверхвысокую удельную мощность, легкие и могут работать в течение сотен тысяч циклов. Команда объединила эти новые приводы из диэлектрического эластомера с мягким каналом, в результате чего получился мягкий клапан для гидравлического управления.
«Эти мягкие клапаны имеют быстрое время отклика и способны регулировать давление жидкости и скорость потока, которые соответствуют потребностям гидравлических приводов», — сказал Сийи Сюй, аспирант SEAS и первый автор статьи. «Эти клапаны позволяют быстро и эффективно управлять макро- и малогабаритными гидравлическими приводами с внутренним объемом от сотен микролитров до десятков миллилитров».
Используя мягкие клапаны DEA, исследователи продемонстрировали управление гидравлическими приводами разного объема и достигли независимого управления несколькими приводами, работающими от одного источника давления.
«Этот компактный и легкий клапан DEA способен к беспрецедентному электрическому управлению гидравлическими приводами, показывая потенциал будущего бортового управления движением роботов с мягким гидравлическим приводом», — сказал Сюй.
Теги: гибкий, робот, робототехника
