29/07/2024
Door Ad Spijkers
Onderzoekers aan de University of Sheffield ontwikkelden een nieuw type klep dat zachte robots beter bestand maakt tegen schade.
Zachte robots kunnen opereren en werken in de nabijheid van mensen of in mensen als medische hulpmiddelen. Hun bestandheid tegen fouten is een primair kenmerk van hun adoptie. Bestandheid tegen schade is cruciaal voor het zelfbehoud van biologische systemen. De nieuwe klep bootst dit na in zachte robottechnologieën door ze een manier te geven om te reageren op schade en zichzelf passief te beschermen.
Bestandheid tegen schade
Zachte robots zijn gemaakt van flexibele materialen die kunnen buigen en vervormen. Dit maakt ze geschikt voor taken die moeilijk voor traditionele robots zouden zijn of waarvoor ze gevaarlijk zijn, zoals werken in delicate omgevingen of interactie met mensen. Hun flexibele materialen maken ze echter gevoeliger voor schade.
Het mechanisme dat de onderzoekers in Sheffield hebben bedacht, is niet alleen geschikt om de levensduur van deze robots te verlengen. Het kan ook hun omvang, complexiteit en kosten verminderen, omdat foutisolatie of -preventie passief in de klep wordt geactiveerd door de fout zelf. De intelligentie van deze zachte robots is ingebed in hun lichaamsstructuur, wat de onderzoekers 'belichaamde intelligentie' noemen.
De nieuwe klep kan automatisch beschadigde onderdelen van een robot isoleren van de rest van het systeem. Dit voorkomt dat de schade zich verspreidt en zorgt ervoor dat de robot kan blijven functioneren. De klep werkt door luchtdruk te gebruiken om de vloeistofstroom door de robot te regelen.
Werking
De klep kan in twee verschillende modi worden gebruikt:
- Voorwaartse werkingsmodus. In deze modus kan de klep een geperforeerd deel van de robot isoleren in slechts 21 ms. Dit voorkomt dat het lek verdere schade veroorzaakt en stelt de robot in staat om te blijven werken.
- Omgekeerde werkingsmodus. In deze modus kan de klep de robot beschermen tegen overdruk, waardoor de robot kan barsten.
De klep kan ook worden gebruikt in een gecombineerde modus waarmee de robot zijn eigen interne druk kan aanpassen en zichzelf zo autonoom kan instellen om een schade te isoleren. De klep is klein, heeft een lage massa en kan eenvoudig worden geïntegreerd in bestaande zachte robotontwerpen. Dit maakt het een veelbelovende oplossing om de veerkracht van zachte robots te verbeteren en hun potentiële toepassingen uit te breiden.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: University of Sheffield