Мягкие роботы, имитирующие человеческие мышцы

Мягкие роботы, приводимые в движение мускулистыми приводами, предназначены для использования на человеческом теле, чтобы помочь людям двигаться. Они сделаны из эластомеров, в том числе силикона и резины, и поэтому по своей сути безопасны.

Они управляются изменением давления воздуха в специально разработанных «мягких шарах», которые также служат телом робота. Прогностическая модель, которую можно использовать для тщательного контроля механического поведения различных модулей роботов, только что была опубликована в Scientific Reports.Потенциальные применения этих роботов включают реабилитацию пациентов, работу с хрупкими предметами, биомиметические системы и уход на дому. «Наши роботы в основном ориентированы на безопасность, — сказал Джейми Пайк, директор RRL. «Риск получить травму очень мал, если, например, вы носите экзоскелет, сделанный из мягких материалов», — добавила она.Модель для управления исполнительными механизмами

В своей статье исследователи показали, что их модель может точно предсказать, как движется серия модулей, состоящая из отсеков и зажатых камер. Приводы в форме огурца могут растягиваться примерно в пять или шесть раз своей нормальной длины и изгибаться в двух направлениях, в зависимости от модели.

«Мы провели множество симуляций и разработали модель для прогнозирования деформации приводов в зависимости от их формы, толщины и материалов, из которых они сделаны», — сказал Гунджан Агарвал, ведущий автор статьи.

Один из вариантов — накрыть актуатор толстой бумажной оболочкой, сделанной оригами. Этот тест показал, что можно использовать разные материалы. «Эластомерные конструкции очень эластичны, но их трудно контролировать. Нам нужно иметь возможность предсказать, как и в каком направлении они деформируются.

А поскольку этих мягких роботов легко производить, но сложно моделировать, наши инструменты пошагового проектирования теперь доступны в Интернете для робототехников и студентов ".Пояс реабилитационныйВ дополнение к этим симуляциям другие исследователи RRL разработали мягких роботов для медицинских целей. Эта работа описана в Soft Robotics.

Одна из их конструкций — пояс из нескольких надувных компонентов, который удерживает пациентов в вертикальном положении во время реабилитационных упражнений и направляет их движения.«Мы работаем с физиотерапевтами из Университетской больницы Лозанны (CHUV), которые занимаются лечением жертв инсульта», — сказал Мэтью Робертсон, исследователь, ответственный за проект. «Ремень предназначен для поддержки туловища пациента и восстановления некоторой двигательной чувствительности человека».Мягкие приводы ремня изготовлены из розовой резины и прозрачной лески. Расположение лески очень точно направляет деформацию модулей при нагнетании воздуха. «На данный момент ремень подключается к системе внешних насосов.

Следующим шагом будет миниатюризация этой системы и установка ее непосредственно на ремень», — сказал Робертсон.Адаптируемые и реконфигурируемые роботыВозможности применения мягких приводов на этом не заканчиваются.

Исследователи также используют их для разработки гибких роботов, способных перемещаться в тесноте и во враждебной среде. А поскольку они полностью мягкие, они также должны выдерживать сжатие и раздавливание.

«Используя мягкие приводы, мы можем создавать роботов различной формы, которые могут перемещаться в различных средах», — сказал Пайк. «Они сделаны из недорогих материалов, поэтому их можно легко производить в больших масштабах. Это откроет новые двери в области робототехники».Видео: https://www.youtube.com/watch?v=p-u7tudZAR4


Новости со всего мира