أجهزة روبوتية ناعمة قابلة للارتداء “منسوجة” للعلماء لتسهيل التصميم والتصنيع
أجهزة روبوتية ناعمة قابلة للارتداء “منسوجة” للعلماء لتسهيل التصميم والتصنيع
ابتكر العلماء أداة تصميم وتصنيع لمشغلات تعمل بالهواء المضغوط لينة للاستشعار المتكامل ، والتي يمكنها تشغيل أجهزة الرعاية الصحية الشخصية والمنازل الذكية والألعاب.
لقد حقق العلماء تقدمًا كبيرًا في استخدام الروبوتات اللينة المستخدمة في الأجهزة المساعدة القابلة للارتداء وتقنيات إعادة التأهيل وغير ذلك. مدعومًا بالهواء المضغوط ، فهي توفر مزايا أكثر من الروبوتات العادية مثل قدرات الاستشعار واللمس الناعم ونسب الطاقة إلى الإدخال العالية في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الأجهزة القابلة للارتداء والروبوتات وتقنيات إعادة التأهيل.
ومع ذلك ، كان تصميمها وبنائها يمثل تحديًا ، نظرًا للحاجة إلى تصميم يدوي وخط أنابيب تصنيع يتطلب الكثير من التجربة والخطأ. الآن ، توصل علماء من مختبر علوم الكمبيوتر والذكاء الاصطناعي (CSAIL) التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى خط أنابيب جديد يسمى “PneuAct” يستخدم أجهزة الكمبيوتر وعملية حياكة خاصة لتصميم المحركات الهوائية اللينة وتصنيعها رقميًا. يمكن أن يؤدي عملهم في النهاية إلى أجهزة مساعدة وإعادة تأهيل جديدة.
يستخدم PneuAct عملية الحياكة الآلية – لا تختلف عن حياكة الإبرة البلاستيكية لجدتك – ولكن هذه الآلة تعمل بشكل مستقل. يحدد المصمم البشري ببساطة أنماط تصميم الغرز وأجهزة الاستشعار في البرنامج لبرمجة كيفية تحرك المشغل ، ويمكن بعد ذلك محاكاته قبل الطباعة. يتم تصنيع قطعة النسيج بواسطة آلة الحياكة ، والتي يمكن تثبيتها على أنبوب سيليكون مطاطي غير مكلف ، جاهز لإكمال المشغل.
المشغل المحبوك يدمج خيوطًا موصلة للاستشعار ، مما يتيح للمشغلات “الشعور” بما تلمسه. تستخدم المشغلات خيوطًا موصلة للاستشعار حتى يتمكنوا أساسًا من “الشعور” أو الاستجابة لما يمسكون به. كدليل على المفهوم ، طور الفريق عدة نماذج أولية تشمل: قفازًا مساعدًا ، ويدًا ناعمة ، وروبوتًا تفاعليًا ، ودراجة مشي هوائية رباعية الأرجل. كانت أجهزتهم ملفوفة بنسيج أصفر ناعم جعلها تبدو مثل أصابع الموز.
تم تحسين الأجهزة الجديدة بشكل كبير مقارنة بالتصاميم القديمة ، بما في ذلك الانحناء المبرمج عند النفخ والقدرة على دمج التعليقات. وكتب الفريق “على سبيل المثال ، استخدم الفريق المشغلات لبناء روبوت يشعر عندما تم لمسه على وجه التحديد بأيدي بشرية ، وكان يتفاعل مع تلك اللمسة”. يمكن ارتداء القفاز لتكملة حركة عضلات الأصابع ، مما يضيف قوة إضافية للإمساك لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من إصابات الأصابع أو اليد.
يخطط الفريق لاستكشاف المحركات ذات الأشكال المختلفة ، ودمج التصميمات التي تعتمد على المهام مع الأوضاع المستهدفة وأنماط الغرز المثلى. قال أندرو سبيلبيرج من جامعة هارفارد ، وهو مؤلف في الصحيفة: “إن أداتنا البرمجية سريعة وسهلة الاستخدام ، وهي تقوم بمعاينة تصميمات المستخدمين بدقة ، مما يسمح لهم بالتكرار الافتراضي بسرعة بينما يحتاجون إلى التصنيع مرة واحدة فقط”.
