Конкурс «Создай будущее» 2021 года:победитель в категории «Производство/робототехника/автоматизация» — мягкий шагающий робот без электроники

Дилан Дротман, Калифорнийский университет, Сан-Диего

Победитель среди рабочих станций HP

Этому четвероногому мягкому роботу для работы не нужна электроника — только постоянный источник сжатого воздуха для всех его функций, включая органы управления и системы передвижения. Приложения включают роботов, которые могут работать в средах, где электроника не может функционировать, таких как аппараты МРТ или шахтные стволы. Мягкие роботы представляют особый интерес, поскольку они легко адаптируются к окружающей среде и безопасно работают рядом с людьми.

Большинство мягких роботов питаются от сжатого воздуха и управляются электронными схемами; однако для этого подхода требуются сложные компоненты, такие как печатные платы, клапаны и насосы, часто находящиеся вне тела робота. Напротив, новый робот управляется легкой и недорогой системой пневматических контуров, состоящей из трубок и мягких клапанов на борту самого робота. Робот может ходить по команде или в ответ на сигналы, поступающие из окружающей среды.

Вычислительная мощность робота примерно имитирует рефлексы млекопитающих, которые управляются нейронной реакцией позвоночника, а не мозга. Чтобы имитировать эти рефлексы, была создана система клапанов, которые действуют как группа осцилляторов, контролирующих порядок, в котором сжатый воздух поступает в пневматические мышцы четырех конечностей робота. Компонент координирует походку робота, задерживая подачу воздуха в ноги робота.

Робот также оснащен простыми механическими датчиками — маленькими мягкими пузырьками, наполненными жидкостью, расположенными на концах стрел, выступающих из корпуса робота. Когда пузырьки сдавливаются, жидкость открывает клапан в роботе, который заставляет его двигаться в обратном направлении. Робот оснащен тремя клапанами, действующими как инверторы, которые вызывают распространение состояния высокого давления по пневматическому контуру с задержкой на каждом инверторе.

Каждая из четырех ног робота имеет три степени свободы, приводимых в действие тремя мышцами. Ноги наклонены вниз под углом 45 градусов и состоят из трех параллельных соединенных пневматических цилиндрических камер с сильфонами. Когда камера находится под давлением, конечность изгибается в противоположном направлении. В результате три камеры каждой конечности обеспечивают многоосевое сгибание, необходимое для ходьбы.

В будущем робот будет усовершенствован для ходьбы по естественной местности и неровным поверхностям, что позволит ему преодолевать различные препятствия. Это потребует более сложной сети датчиков и, как следствие, более сложной пневматической системы.

Дополнительную информацию см. здесь .

Прочитайте эксклюзивное веб-интервью с исследователем Диланом Дротманом.

<ч />

ПОЧЕТНЫЕ ОТЛИЧИЯ

Проект Арматура

Южно-Тайваньский университет науки и технологий, Тайвань

Протез руки под названием AI Armature использует искусственный интеллект и компьютерное зрение через умные очки. Система управления жестами снижает усилия, необходимые людям с ампутированными конечностями для приведения в действие протеза руки.

Дополнительную информацию см. здесь .

<ч />

Космический масштаб

Александр Жункейра и Эрик Масканьи Фердинандо, Konker Labs, Сан-Паулу, Бразилия

Cosmic Scale использует данные о затухании космических мюонов для создания непрерывной трехмерной информации о больших структурах. Поскольку мюоны находятся в свободном доступе повсюду на Земле, это можно сделать практически где угодно.

Дополнительную информацию см. здесь .

<ч />

Комбинация для инвалидной коляски Mo

Василатос Янис, Орадя, Румыния

Кресло-коляска Mo — это легкое решение, которое повышает способность человека передвигаться в своем кресле по мокрой, грязной или шероховатой поверхности, не вызывая чрезмерного стресса у окружающей среды или у человека, использующего кресло. Его можно быстро разобрать или сложить до размера, достаточного для транспортировки.

Дополнительную информацию см. здесь .

<ч />

Силиконовое антиадгезионное покрытие SLY-OFF™ SL 184, не содержащее растворителей

На Ли, Чжэнбин Ню, Пьер Шевалье, Томас Давидян, Алекс Нотт, Натали Жерар, Александрос Маникис, Альберто Петросино, Бреннан Макмиллан, Селин Влеминк и Сяоюнь Чен, Dow Chemical Co., Мидленд, Мичиган

Это противотуманная добавка и состав покрытия с образованием тумана, который в 28 раз ниже, чем пороговый уровень промышленного тумана для высокоскоростных покрытий и этикетирования.

Дополнительную информацию см. здесь .

<ч />

Посмотрите остальных победителей этого года:

• ГЛАВНЫЙ ПРИЗ
• ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКАЯ И ОБОРОНА
• АВТОМОБИЛИ/ТРАНСПОРТ
• ДИЗАЙН ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ТОВАРОВ
• ЭЛЕКТРОНИКА/ДАТЧИКИ/IOT
• МЕДИЦИНА
• УСТОЙЧИВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ/ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО