Победитель Create the Future 2021 в категории Manufacturing/Robotics/Automation: электроника-свободный мягкий ходячий робот

Дилан Дротман, Университет Калифорнии, Сан-Диего

Победитель рабочей станции HP

Этот четырёхного мягкий робот не нуждается в электронике для работы — только постоянный источник прессированного воздуха для всех своих функций, включая системы управления и локомоции. Применения включают роботов, способных работать в средах, где электроника не может функционировать, такие как МРТ аппараты или шахтные работы. Мягкие роботы представляют особый интерес, потому что они легко адаптируются к своей среде и безопасно работают рядом с людьми.

Пневматическая логика вместо электронных схем

Большинство мягких роботов питваются прессированным воздухом и контролируются электронными схемами; однако этот подход требует сложных компонентов, таких как печатные платы, клапаны и насосы, часто снаружи тела робота. В контрасте, новый робот контролируется лёгкой, низкостоимостной системой пневматических цепей, состоящей из трубок и мягких клапанов на борту самого робота. Робот может ходить по команде или в ответ на сигналы, которые он чувствует от среды.

Мимикрия спинномозговых рефлексов: осцилляторы и задержки

Вычислительная мощность робота грубо имитирует млекопитающие рефлексы, движимые нейронным ответом от спинного мозга, а не головного мозга. Для мимикрии этих рефлексов создана система клапанов, действующая как группа осцилляторов, контролирующая порядок, в котором прессированный воздух входит в пневматические мышцы в четырёх конечностях робота. Компонент координирует походку робота, задерживая ввод воздуха в ноги робота.

Механические сенсоры: пузырьки с жидкостью для реверса направления

Робот также оснащён простыми механическими сенсорами — маленькими мягкими пузырьками, заполненными жидкостью, размещёнными на концах выступов, выступающих из тела робота. Когда пузырьки вдавливаются, жидкость переключает клапан в роботе, заставляя его менять направление. Робот оснащён тремя клапанами, действующими как инверторы, вызывающими распространение состояния высокого давления вокруг пневматической цепи с задержкой на каждом инверторе.

Четыре ноги, по три степени свободы, три мышцы каждая

У каждой из четырёх ног робота три степени свободы, питание от трёх мышц. Ноги наклонены вниз под 45 градусов и состоят из трёх параллельных, соединённых пневматических цилиндрических камер с баллонами. Когда камера прессированна, конечность гнётся в противоположном направлении. В результате три камеры каждой конечности обеспечивают многоканальное гнетение, необходимое для ходьбы.

Будущее: естественный рельеф, более сложные сенсоры

В будущем робот будет улучшен для ходьбы на естественном рельефе и неровных поверхностях, позволяя ему навигировать через разные препятствия. Это потребует более изощрённой сети сенсоров и, как результат, более сложной пневматической системы.

Для получения дополнительной информации посетите .

Прочитайте веб-эксклюзивное интервью с исследователем Диланом Дротманом.

---

ПОЧЕТНЫЕ УПОМИНАНИЯ

The Armature Project

Южный тайваньский университет науки и технологий, Тайвань

Протез руки AI Armature использует искусственный интеллект и компьютерное зрение через умные очки. Система жестового контроля снижает усилие, необходимое ампютированным верхней конечности для актуации их протеза руки.

Для получения дополнительной информации посетите .

---

Cosmic Scale

Александре Жункейра и Эрик Масканьи Фердинандо, Konker Labs, Сан-Пауло, Бразилия

Cosmic Scale использует данные аттенуации космических мюонов для генерации непрерывной 3D информации о крупных структурах. Поскольку мюоны свободно доступны везде на Земле, это можно сделать практически везде.

Для получения дополнительной информации посетите .

---

Mo Wheelchair Combination

Василатос Ианис, Орадея, Румыния

Коляска Mo — лёгкое решение, увеличивающее способность человека перевозить свой стул по мокрым, грязным или неровным поверхностям без излишнего напряжения на физической среде или человеке, использующем стул. Её можно разобрать или сложить быстро до размера, достаточно малого для транспортировки.

Для получения дополнительной информации посетите .

---

Solventless Silicone Release SLY-OFF™ SL 184 Coating

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

Это антитуманная добавка и формулировка покрытия с генерацией тумана в 28 раз ниже промышленного порогового уровня тумана для высокоскоростных применений покрытия отцепления и этикетирования.

Для получения дополнительной информации посетите .

---

Смотрите остальных победителей этого года:

• GRAND PRIZE WINNER
• AEROSPACE & DEFENSE
• AUTOMOTIVE/TRANSPORTATION
• CONSUMER PRODUCT DESIGN
• ELECTRONICS/SENSORS/IOT
• MEDICAL
• SUSTAINABLE TECHNOLOGIES/FUTURE ENERGY