Às vezes, nossas melhores idéias chegam até nós quando estamos menos procurando por elas. Vários profissionais aparentemente abotoados sonharam suas melhores invenções enquanto brincavam com brinquedos, de todas as coisas. Por exemplo, Stanford Bioengineers criou uma centrífuga movida a ser humana, capaz de girar a mais de 20.000 rpm, que foi inspirada por um turbilhão de botões. Os engenheiros da NASA também passam algum tempo brincando com brinquedos, aparentemente, pois um brinquedo de empilhamento os levou à solução perfeita para um escudo térmico compacto e dobrável que pode um dia ser usado por um mars Lander.
Agora, o mundo da robótica suave está sendo movido para a frente por Fidget Popper Toys. Esses brinquedos vêm em todos os tipos de formas e tamanhos, mas seus recursos definidores são pequenos círculos que permanecem estáveis em um dos dois estados, armazenando energia que pode ser liberada em um poderoso “pop” com apenas um pouco de cutucada. Um grupo de engenheiros da Universidade de Purdue percebeu que esse mesmo mecanismo poderia ser útil no projeto de robôs suaves. Então eles projetaram e desenvolveram componentes biestáveis que podem ser usados como garra ou caminhantes para Robôs suaves que produzem grandes movimentos com pequenos insumos de energia.
Esta garra pode levar uma lambida e continuar fazendo tickin ‘(📷: Purdue College)
Os robôs suaves são conhecidos por sua flexibilidade, adaptabilidade e segurança inerente, permitindo que eles realizem tarefas com as quais os robôs rígidos lutam. Eles podem dobrar, torcer e espremer em lugares que as máquinas tradicionais não podem alcançar, tornando -as valiosas para aplicações como procedimentos médicos delicados ou interagir com segurança com os seres humanos. Mas essa mesma flexibilidade também os torna difíceis de controlar. Ao contrário dos robôs rígidos, que podem ser modelados com precisão com equações diretas, os robôs macios têm graus quase infinitos de liberdade e respostas materiais não lineares que tornam a previsão de seu comportamento um grande desafio.
Os pesquisadores abordaram esse desafio inspirando -se na bistabilidade dos Poppers Fidget, que naturalmente se estabelecem em dois estados estáveis. Ao incorporar estruturas semelhantes-unidades em forma de cúpula que podem “encaixar” entre diferentes configurações-elas criaram o que chamam de dedos da Phalanx Dome. Esses blocos de construção podem ser combinados em mãos robóticas, garra ou máquinas de caminhada. Esse design discretiza os movimentos contínuos e imprevisíveis do robô em um conjunto gerenciável de configurações possíveis.
Essa discretização abre a porta para uma nova forma de controle que não depende de potência de computação pesada ou sensores complexos. Em vez disso, o controle está incorporado na própria estrutura do robô. Cada unidade de cúpula pode ser ajustada para responder a entradas pneumáticas específicas, produzindo movimentos previsíveis, como agarrar, liberar ou pisar. Essa abordagem permite um controle de malha aberta mais simples, onde o robô executa tarefas sem suggestions ou ajuste constante.
As demonstrações dessa abordagem incluíram uma garra macia capaz de distinguir entre objetos de tamanhos e pesos diferentes, bem como um caminhante de seis pernas que poderia se mover e dirigir com nada mais que simples modulações de pressão. Em cada caso, o uso da multistabilidade forneceu confiabilidade integrada. Os robôs se transformaram em configurações previsíveis sem exigir detecção contínua ou controle preciso da pressão. Isso não apenas simplificou o problema de controle, mas também tornou os robôs mais tolerantes a imperfeições e danos.
Eu não sei sobre você, mas este trabalho me inspirou a tirar alguns brinquedos antigos para … errar … fins de pesquisa. LEGO BINS, aqui vou eu!