Weiche Komponenten für Softroboter der nächsten Generation ScienceDaily

Weiche Roboter, die mit unter Druck stehenden Flüssigkeiten angetrieben werden, können neue Bereiche erkunden und mit empfindlichen Objekten interagieren, wie dies bei herkömmlichen starren Robotern nicht möglich ist. Der Bau völlig weicher Roboter bleibt jedoch eine Herausforderung, da viele der Komponenten, die für den Antrieb dieser Geräte erforderlich sind, von Natur aus starr sind. Jetzt haben Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) elektrische Softventile zur Steuerung hydraulischer Soft-Aktuatoren entwickelt. Diese Ventile können in unterstützenden und therapeutischen Geräten, bionischen Soft-Robotern, Soft-Greifern und chirurgischen Robotern eingesetzt werden , und mehr. „Die heutigen strengen Regulierungssysteme schränken die Anpassungsfähigkeit und Mobilität von flüssigkeitsbetriebenen Soft-Robotern stark ein“, sagte Robert J. Wood, Harry Lewis und Marlyn McGrath, Professor für Ingenieurwesen und Angewandte Wissenschaft am SEAS, und leitender Autor des Papiers. „Hier haben wir uns weiterentwickelt.“ weiche, leichte Ventile zur Steuerung weicher hydraulischer Aktuatoren, die die Möglichkeit einer sanften On-Board-Steuerung für zukünftige Fluid-Soft-Roboter bieten.“ Weiche Ventile sind nicht neu, aber bisher konnte keines den Druck oder Durchfluss erreichen, der von vielen bestehenden hydraulischen Aktoren benötigt wird. Um diese Einschränkungen zu überwinden, entwickelte das Team neue elektrodynamische dynamische dielektrische Elastomer-Aktoren (DEAs). Diese weichen Aktoren verfügen über ultra- Sie haben eine hohe Leistungsdichte, sind leicht und können hunderttausende Male betrieben werden. Das Team kombinierte diese neuartigen dielektrischen Elastomeraktoren mit weichen Kanälen, um weiche Ventile für die Flüssigkeitssteuerung zu bilden. „Diese Softventile haben schnelle Reaktionszeiten und können Flüssigkeitsdruck und -fluss steuern, um den Anforderungen hydraulischer Aktuatoren gerecht zu werden“, sagte Siyi Xu, Doktorandin am SEAS und Erstautorin des Artikels. „Mit diesen Ventilen können wir große Mengen schnell und robust steuern.“ und kleine hydraulische Aktuatoren mit Innenvolumina im Bereich von Hunderten von Mikrolitern bis zu mehreren zehn Millilitern.“ Mithilfe des DEA-Softventils demonstrierten die Forscher die Steuerung hydraulischer Aktuatoren mit unterschiedlichen Volumina und erreichten die unabhängige Steuerung mehrerer Aktuatoren, die von einer einzigen Druckquelle angetrieben werden. „Dieses kompakte und leichte DEA-Ventil ermöglicht eine beispiellose elektrische Steuerung hydraulischer Aktuatoren und zeigt das Potenzial für die integrierte Bewegungssteuerung von Robotern mit Soft-Fluid-Antrieb in der Zukunft“, sagte Xu. Die Studie wurde von Yufeng Chen, Nak-Seung Patrick Hyun und Kaitlyn Becker gemeinsam verfasst. Sie wurde durch den Preis CMMI-1830291 der National Science Foundation und des National Robotics Program unterstützt. Materialien bereitgestellt von der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Originalartikel von Leah Burrows. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden. Erhalten Sie die neuesten wissenschaftlichen Nachrichten mit dem kostenlosen E-Mail-Newsletter von ScienceDaily, der täglich und wöchentlich aktualisiert wird. Oder sehen Sie sich den stündlich aktualisierten Newsfeed in Ihrem RSS-Reader an: Sagen Sie uns, was Sie von ScienceDaily halten – wir freuen uns sowohl über positive als auch negative Bewertungen. Haben Sie Fragen zur Verwendung? die Website?Frage?