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科研人员开发的3D打印气动逻辑模块,仅使用气压即可控制软体机器人运动

频道:3D打印案例 日期: 浏览:123

       导读:在未来,软体机器人将能够执行传统机器人无法完成的任务,特别是在难以进入的地形或暴露于化学物质或辐射环境中。这些环境可能对由金属制成的电子控制机器人造成损害。因此,软体机器人的设计需要克服这一难题,确保其在无需任何电子设备的情况下仍能有效控制。这一挑战仍在开发阶段,需要继续研究和创新。

△弗莱堡大学开发的3D打印气动逻辑模块

     2024年2月2日,弗莱堡大学的一个研究团队现已开发出3D打印的气动逻辑模块,仅使用气压即可控制软机器人的运动。这些模块可以实现气流的逻辑切换,从而可以模拟电气控制。这些模块,首次实现了完全在3D打印机中使用传统长丝打印材料生产柔性无电子软体机器人。

     Conrad表示:“我们的设计使任何具有3D打印经验的人都可以生产此类逻辑模块,并使用它们来控制软机器人,而无需高端打印设备。这标志着朝着完全无电子气动控制电路迈出的重要一步,可以取代未来软机器人中日益复杂的电气元件。”

△这些模块首次使得完全在3D打印机中使用由传统打印材料制成


模块可以执行布尔运算并有针对性地将气流引导到运动元件中

该模块由两个加压室组成。这些室之间有一条3D打印通道。通过压缩通道,膨胀室可以阻止其中的气流并像阀门一样对其进行调节。

通过有针对性地打开和关闭阀门,模块可以以类似于电路的方式执行布尔逻辑功能AND、OR和NOT,并将气流引导到软体机器人的运动元件中。各个模块执行哪种功能取决于施加气压的腔室。

根据所选材料的不同,模块可以在80至750千帕以上的压力下运行。与其它气动系统相比,它们的响应时间约为100毫秒。

△在实际的测试中步行机在运行过程中被一辆1500公斤的汽车碾过,但仍毫发无伤地继续行驶


应用范围广泛

Conrad表示:"这些模块的潜在应用是巨大的。我们研发了一种灵活的3D打印机器人步行器,其集成电路利用气压控制。逻辑模块的灵活性体现在该步行器甚至能够承受汽车驶过的负载。”

△该团队还开发了一种无电子饮料分配器


该团队表示,作为更为复杂控制系统的一个典范,他们还成功研制了一款无电子饮料分配器。

未来,希望这样的软机器人能够适应复杂和恶劣的条件,包括无法到达的地形以及受到化学物质或辐射影响的环境。这种灵活性将使软机器人在各种应用中大显身手,从而推动科技的进步。


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