محققان دانشگاه هاروارد یک پلت فرم برای ایجاد روبات های چاپی سه بعدی با سنسورهای جاسازی شده ساخته اند که می تواند حرکت، فشار، تماس و دما را حس کند و تشخیص دهد. محققان آن را "پیشرفت پایه ای" در علم روباتیک می دانند.
امروزه به لطف تحقیقات و تلاش های محققان دانشگاه هاروارد تولید رباتیک نرم در حال گسترش است.
این محققان ابتدا با الهام گرفتن از مویرگ های حسی بدن انسان، پلتفرمی را برای ساخت سیستم رباتیک نرم مجهز به حسگر که قادر به استنباط حرکت، لمس، دما و فشار هستند، ایجاد کردند. این گروه با چاپ مستقیم حسگرهای مایع یونی در سیستم های نرم، دنیای جدیدی برای طراحی و ساخت باز می کنند، که منجر به کنترل واقعی ربات های نرم می شود.
قبل تر بیش از دو موسسه تحقیقاتی که در سطح جهانی در زمینه ی ورود روباتیک به علم پزشکی و بیو تکنولوژی فعالیت می کردند، نبودند و حال با ورود و توسعه ی تکنولوژی پرینت 3 بعدی موسسات تحقیقاتی و مطالعاتی و دانشگاه های بسیاری در این زمینه مشغول به فعالیت شده اند که دستاورد های بسیاری هم داشته اند.
قبلا محققان دانشگاه هاروارد قادر به ساخت روبات های بوده اند که می توانستند کارهایی نظیر شنا کردن، نگه داشتن یک شی و حتی کمک به ضربان قلب انسان را انجام دهند ولی با این حال هیچکدام نمی توانستند به محرک های خارجی حساس واکنش نشان دهند.
پلت فرم جدید چاپی سه بعدی همه چیز را تغییر داده و به دانشمندان اجازه داده تا روبات هایی ایجاد کنند که بتوانند حرکت، فشار، تماس و دما را حس کند و این یک جهش بزرگ برای رباتیک و یک کاربرد بسیار هیجان انگیز از تکنولوژی تولید افزودنی است.
رایان ترابی یکی از محققان دانشگاه هاروارد گفته است که تحقیقات ما نشان دهنده ی پیشرفت پایه ای در روباتیک بوده و همچنین گفته است که پلت فرم تولیدی ما را قادر ساخته تا حساسیت ها و پیچیدگی های بسیاری را براحتی به روبات ها متصل کنیم و روبات هایی در پوشش انسان بسازیم. او همچنین اضافه کرد که این پلت فرم امکان ادغام نقوش حسگر پیچیده در سیستم های رباتیک نرم را می دهد.
راز فرایند در چاپ سه بعدی حسگرها است که از یک جوهر هدایت کننده بر پایه مایع یونی ساخته شده اند و این جوهرها می توانند در داخل ماتریسهای یون های روبات از طریق چاپ سه بعدی ایجاد شوند.برخلاف گیره های رباتیک نرم که تا حدودی با چاپگر سه بعدی ساخته شده اند و با پوسته حسگر نانو لوله ای پوشیده شده اند، محرک های حساس جسمی
(SSAs) با حسگرهایشان ساخته شده اند.
SSA حالت T مانند است و از یک پلیمر الاستومر ساخته شده است و به صورت سه لایه ماتریس پشتی، محرک و قدامی می باشد و هر یک از این ماتریس ها حاوی جوهر یونوژل رسانا می باشند.
ماتریس پشتی حاوی جوهر سنسور انحناست، ماتریس محرک شامل جوهر سنسور باد و ماتریس قدامی حاوی حسگر تماس می باشد. عملکرد این ماتریس ها به این صورت است که سنسور انحنا با جابجایی SSA ارتباط دارد، سنسور باد نشان دهنده این است که آیا این جابه جایی عمدی است یا نه و سنسور تماس بیانگر این است که آیا SSA با جسم در تماس است یا نه.
این تیم با ریسک بالا حسگرهایی که تمایل به سفت و سخت بودن دارند را در سیستم های رباتیک نرم پیاده سازی کردند و جوهر رسانای مایعی را اختراع کردند که در ماتریس های الاستومری نرم به صورت چاپ سه بعدی استفاده می شوند. این کار باعث می شود تا حسگرهای مایع به طور مستقیم در روبات های نرم چاپ شوند.
قراردادن حسگرها در رباتیک نرم با جوهر رسانای قابل پرینت سه بعدی
این تیم تحقیقاتی در آزمایشگاه به سرپرستی جنیفر لوئیس از تکنولوژی پرینت سه بعدی توسعه یافته استفاده می کنند. با استفاده ازاین روش می توانند چندین ویژگی و مواد را در یک بدنه نرم ادغام کنند.
رابرت وود یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی عنوان کرده است که رباتیک نرم معمولا با تکنینک های قالب گیری معمولی محدود می شوند و این محدودیت انتخاب هندسه را نیز محدود می کند. اما تکنیک های توسعه یافته در این آزمایشگاه انقلابی در نحوه ایجاد ربات ها ایجاد می کند و از فرایندهای تکراری و ایجاد ربات های پیچیده دور می کند.
برای آزمایش حسگرهای مایع، از یک گیره رباتیک نرم که مجهز به سه انگشت نرم است، استفاده می شود. این گیره سنسورهای تماسی متعددی دارد که به گیره اجازه می دهد نور و لمس های عمیق را حس کند. محققان توانایی دستگاه در تشخیص فشار باد، دما و انحنا را نیز آزمایش کردند.
این تیم امیدوارند در آینده از روباتی رونمایی کنند که قادر به تشخیص شکل و بافت سطح نیز باشد.
