Zwykle, gdy myślimy o robocie, myślimy o maszynie z twardego plastiku lub metalu, takiej jak typ powszechnie używany w ustawieniach fabrycznych. Roboty sztywne mają swoje miejsce, ale są chwile, kiedy roboty miękkie są o wiele bardziej przydatne.
Obecnie trwa wiele badań nad stworzeniem miękkich robotów, a naukowcy z Uniwersytetu Princeton opracowali nową metodę wytwarzania miękkich robotów, znaną jako formowanie bąbelkowe.
naukowców z uniwersytetu opisuje swoją metodę jako użycie „fantazyjnych balonów”, które mogą w przewidywalny sposób zmieniać kształt, gdy są wypełnione powietrzem. Ich nowa metoda polega na wstrzykiwaniu bąbelków do ciekłego polimeru, co powoduje krzepnięcie i pęcznienie materiału, co pozwala mu się zginać i przesuwać. Korzystając z tej metody, naukowcy stworzyli uchwyty, trzepoczący rybi ogon i inne urządzenia. Celem jest wykorzystanie ich nowej metody do tworzenia nowych rodzajów miękkich robotów.
Roboty Soft są szczególnie przydatne w pewnych sytuacjach, takich jak kompletacja zamówień i umieszczanie ich w pudełkach oraz innych zadaniach. Uważa się również, że roboty miękkie są znacznie lepsze w sytuacjach, w których będą biegać obok ludzi. Roboty sztywne stwarzają znaczne ryzyko uszkodzenia ludzi. Eliminuje to użycie miękkich robotów. Roboty sztywne często nie są w stanie poradzić sobie ze szczególnie delikatnymi przedmiotami, takimi jak owoce, warzywa czy jajka.
Oczekuje się, że w przyszłości miękka robotyka będzie miała swoje miejsce w branży opieki zdrowotnej, z potencjalnymi przypadkami użycia, w tym między innymi nadających się do noszenia egzoszkieletów w celu wsparcia rehabilitacji. Jednym z najtrudniejszych aspektów projektowania robotów miękkich jest kontrolowanie sposobu ich rozciągania i deformacji. Sposób, w jaki miękkie roboty rozciągają się i zginają, kontroluje sposób ich poruszania się i mają one potencjał do poruszania się i rozszerzania na wiele sposobów.
Metoda Princeton oparta jest na ciekłym polimerze zwanym elastomerem. Elastomer schładza się do gumowatego, elastycznego materiału i jest formowany przez wtrysk do formy. Formy mogą mieć wiele kształtów, w tym proste słomki lub złożone kształty, takie jak spirale i nie tylko. Następnie naukowcy wstrzyknęli powietrze do ciekłego elastomeru, tworząc długi bąbelek biegnący przez całą długość formy.
Grawitacja powoduje, że pęcherzyk unosi się, a elastomer spływa na dno formy, a po stwardnieniu można go usunąć i nadmuchać powietrzem. Po napełnieniu powietrzem powierzchnia bańki rozszerza się i zwija w grubszą podstawę. Tryb deformacji elastycznego robota jest kontrolowany przez kontrolowanie czasu kopania podczas utwardzania. Dłuższe utwardzenie elastomeru spowoduje powstanie cieńszej warstwy na wierzchu.
Im cieńsza folia, tym większa rozciągliwość po napompowaniu, co skutkuje większym zgięciem. Naukowcy mogą kontrolować różne czynniki, w tym grubość elastomeru w formie podczas stygnięcia, szybkość, z jaką elastomer osadza się na dnie formy oraz czas utwardzania, który determinuje ruch elastycznego materiału po wykończeniu. Naukowcy twierdzą, że mechanika płynów wykonuje pracę za nich.
Jednym z ciekawszych projektów jest gwiazda na powyższym obrazku. Po napompowaniu ramiona gwiazdy tworzą skuteczny chwytak zdolny do utrzymywania uniesionych przedmiotów. Naukowcy zaprojektowali również miękkie dłonie, które mogą chwytać maliny, szpulkę nici, która kurczy się jak mięsień, oraz palce, które mogą się zwijać pod wpływem powietrza. Naukowcy pokazują, że potrafią przewidzieć, w jaki sposób poruszy się kształt, korzystając z równania, które według nich każdy może wykorzystać. Należy również zauważyć, że ich metoda nie wymaga drukarki 3D ani innych drogich narzędzi.