Kadaghanan sa mga robot nakakab-ot sa pagkupot ug tactile sensing pinaagi sa motorized nga paagi, nga mahimong sobra ka dako ug estrikto. Usa ka grupo sa Cornell University ang naghimo ug paagi aron mabati sa usa ka humok nga robot ang palibot niini sa sulod, sa parehas nga paagi sa mga tawo.
Usa ka grupo nga gipangulohan ni Robert Shepherd, assistant professor sa mechanical ug aerospace engineering ug principal investigator sa Organic Robotics Lab, nagpatik sa usa ka papel nga naghulagway kung giunsa ang stretchable optical waveguides molihok isip curvature, elongation ug force sensors sa usa ka soft robotic nga kamot.
Ang estudyante sa doktor nga si Huichan Zhao mao ang nanguna nga tagsulat sa "Optoelectronically Innervated Soft Prosthetic Hand pinaagi sa Stretchable Optical Waveguides,” nga gipakita sa unang edisyon sa Science Robotics. Ang papel nga gimantala sa Disyembre 6; Nag-amot usab ang mga estudyante sa doktor nga sila Kevin O'Brien ug Shuo Li, pareho sa Shepherd's lab.
"Kadaghanan sa mga robot karon adunay mga sensor sa gawas sa lawas nga makamatikod sa mga butang gikan sa nawong," miingon si Zhao. "Ang among mga sensor gisagol sa sulod sa lawas, aron ilang makit-an ang mga pwersa nga gipasa pinaagi sa gibag-on sa robot, sama sa gibuhat namo ug sa tanan nga mga organismo kung gibati namon ang kasakit, pananglitan."
Ang mga optical waveguides gigamit na sukad sa sayong bahin sa 1970s alang sa daghang mga function sa sensing, lakip ang tactile, posisyon ug acoustic. Ang paghimo sa orihinal usa ka komplikado nga proseso, apan ang pag-abut sa miaging 20 ka tuig nga humok nga lithography ug 3-D nga pag-imprenta nagdala sa pag-uswag sa mga elastomeric sensor nga dali nga gihimo ug gilakip sa usa ka humok nga robotic nga aplikasyon.
Ang grupo ni Shepherd migamit ug upat ka lakang nga soft lithography nga proseso aron sa paghimo sa kinauyokan (nga pinaagi niini ang kahayag mokaylap), ug ang cladding (gawas nga nawong sa waveguide), nga nahimutang usab ang LED (light-emitting diode) ug ang photodiode.
Kon mas madaot ang prostetikong kamot, mas daghang kahayag ang mawala pinaagi sa kinauyokan. Kanang mabag-o nga pagkawala sa kahayag, nga nakita sa photodiode, mao ang nagtugot sa prosthesis nga "makabati" sa palibot niini.
"Kon walay kahayag nga nawala sa dihang atong gibawog ang prosthesis, dili kita makakuha og bisan unsa nga impormasyon mahitungod sa kahimtang sa sensor," miingon si Shepherd. "Ang kantidad sa pagkawala nagdepende kung giunsa kini gibawog."
Gigamit sa grupo ang optoelectronic prosthesis niini aron mahimo ang lainlaing mga buluhaton, lakip ang pagkupot ug pagsusi alang sa parehas nga porma ug texture. Labaw sa tanan, ang kamot nakahimo sa pag-scan sa tulo ka kamatis ug pagtino, pinaagi sa kalumo, nga mao ang pinakahinog.
Si Zhao miingon nga kini nga teknolohiya adunay daghang potensyal nga gamit lapas pa sa mga prostheses, lakip ang bio-inspired nga mga robot, nga gisuhid ni Shepherd uban sa Mason Peck, associate professor sa mechanical ug aerospace engineering, para gamiton sa eksplorasyon sa kawanangan.
"Kana nga proyekto walay sensory feedback," miingon si Shepherd, nga nagtumong sa kolaborasyon sa Peck, "apan kung kami adunay mga sensor, mahimo namon nga ma-monitor sa tinuud nga oras ang pagbag-o sa porma sa panahon sa pagkasunog [pinaagi sa electrolysis sa tubig] ug paghimo og mas maayo nga mga sunud-sunod nga paglihok aron mahimo. kini molihok nga mas paspas. ”
Ang umaabot nga trabaho sa optical waveguides sa soft robotics mag-focus sa dugang nga sensory capabilities, sa bahin pinaagi sa 3-D nga pag-imprenta sa mas komplikado nga mga porma sa sensor, ug pinaagi sa pag-apil sa machine learning isip usa ka paagi sa pag-decoupling sa mga signal gikan sa dugang nga gidaghanon sa mga sensor. “Karon,” miingon si Shepherd, “lisod i-localize kon diin gikan ang usa ka paghikap.”
Kini nga buhat gisuportahan sa usa ka grant gikan sa Air Force Office of Scientific Research, ug migamit sa Cornell NanoScale Science and Technology Pasilidad ug ang Cornell Center alang sa Pagpanukiduki sa Materyal, nga ang duha gisuportahan sa National Science Foundation.
- Tom Fleischman, Cornell University