Zawór zwiększający odporność na uszkodzenia robotów
Inżynierowie z Uniwersytetu Sheffield opracowali nowatorski zawór, który zwiększa odporność miękkich robotów na uszkodzenia.
Technologia została opracowana przez dr. Marco Pontina i dr. Danę Damian z Katedry Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej, została opisana w czasopiśmie Science Robotics.
Miękkie roboty wykonane są z elastycznych materiałów, które mogą się zginać i deformować. Dzięki temu są idealne do wykonywania zadań w delikatnych środowiskach lub w bezpośredniej interakcji z ludźmi. Niemniej jednak, ich elastyczna natura sprawia, że są bardziej podatne na uszkodzenia.
Nowy zawór opracowany przez zespół z Sheffield automatycznie izoluje uszkodzone części robota od reszty systemu. Dzięki temu uszkodzenie nie rozprzestrzenia się, a robot może nadal funkcjonować. Zawór działa, wykorzystując ciśnienie powietrza do kontrolowania przepływu płynów przez robota. Może być używany w dwóch trybach:
Tryb działania w przód, w tym trybie zawór może izolować przebitą sekcję robota w zaledwie 21 milisekund. Zapobiega to dalszemu uszkodzeniu przez wyciek i pozwala robotowi kontynuować pracę.
Tryb działania wstecz, w tym trybie zawór chroni robota przed nadmiernym ciśnieniem, które mogłoby spowodować pęknięcie robota.
Zawór może być również używany w trybie kombinowanym, który pozwala robotowi na dostosowanie wewnętrznego ciśnienia i autonomiczne izolowanie przebicia. Jest on mały, lekki i łatwy do zintegrowania z istniejącymi projektami miękkich robotów, co czyni go obiecującym rozwiązaniem dla poprawy odporności tych urządzeń i rozszerzenia ich potencjalnych zastosowań.
Dr Dana Damian, starszy wykładowca na Uniwersytecie Sheffield, podkreśla znaczenie tego mechanizmu: „Miękkie roboty niosą obietnicę możliwości pracy w pobliżu ludzi lub nawet wewnątrz ludzkiego ciała jako narzędzia medyczne, a ich odporność na uszkodzenia jest kluczowym elementem ich akceptacji. Mechanizm odporności, który opracowaliśmy, jest odpowiedni nie tylko do przedłużenia żywotności tych robotów, ale również do zmniejszenia ich rozmiarów, złożoności i kosztów, ponieważ izolacja lub zapobieganie uszkodzeniom jest wyzwalana pasywnie przez samą wadę.”
Dr Marco Pontin, asystent badawczy na Uniwersytecie Sheffield i badacz postdoktorancki na Uniwersytecie Oksfordzkim, dodaje: „Odporność jest kluczowa dla samoprzetrwania systemów biologicznych. Nasz nowy zawór naśladuje to w technologiach miękkich robotów, dając im sposób na pasywną odpowiedź na uszkodzenia i ochronę siebie.”
Wprowadzenie zaworu do miękkich robotów może znacząco wpłynąć na ich przyszłe zastosowania, zwłaszcza w medycynie i interakcjach z ludźmi. Miękkie roboty mogą pracować w delikatnych środowiskach, gdzie tradycyjne roboty mogłyby powodować zniszczenia lub zagrożenie. Dodatkowo, zwiększona odporność na uszkodzenia sprawia, że mogą być bardziej niezawodne w długoterminowych misjach, takich jak operacje ratunkowe czy badania środowiskowe.
Nowy zawór opracowany przez inżynierów z Uniwersytetu Sheffield podkreśla zmiany w dziedzinie miękkiej robotyki. Dzięki zdolności do automatycznego izolowania uszkodzeń, miękkie roboty mogą stać się bardziej trwałe i efektywne w różnorodnych zastosowaniach. Technologia nie tylko przedłuża żywotność robotów, ale również redukuje ich rozmiar i złożoność, co czyni je bardziej praktycznymi i ekonomicznymi narzędziami przyszłości.
Szymon Ślubowski
