Zachte componenten voor zachte robots van de volgende generatie ScienceDaily

Zachte robots die worden aangedreven door vloeistoffen onder druk kunnen nieuwe gebieden verkennen en communiceren met delicate objecten op manieren die traditionele, starre robots niet kunnen. Maar het bouwen van volledig zachte robots blijft een uitdaging omdat veel van de componenten die nodig zijn om deze apparaten aan te drijven inherent stijf zijn. Nu hebben onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) elektrische zachte kleppen ontwikkeld om hydraulische zachte actuatoren te besturen. Deze kleppen kunnen worden gebruikt in ondersteunende en therapeutische apparaten, bionische zachte robots, zachte grijpers en chirurgische robots , en meer. "De huidige strenge regelgevingssystemen beperken het aanpassingsvermogen en de mobiliteit van door vloeistof aangedreven zachte robots enorm", aldus Robert J. Wood, Harry Lewis en Marlyn McGrath Professors of Engineering and Applied Science van SEAS en de senior auteur van het artikel. "Hier hebben we zachte, lichtgewicht kleppen voor het aansturen van zachte hydraulische actuatoren, die de mogelijkheid bieden van zachte bediening aan boord voor toekomstige vloeibare zachte robots." Zachte kleppen zijn niet nieuw, maar tot nu toe is geen enkele erin geslaagd de druk of het debiet te bereiken dat vereist is voor veel bestaande hydraulische actuatoren. Om deze beperkingen te overwinnen heeft het team nieuwe elektrodynamische dynamische diëlektrische elastomeeractuators (DEA's) ontwikkeld. Deze zachte actuatoren hebben ultra- hoge vermogensdichtheid, zijn lichtgewicht en kunnen honderdduizenden keren werken. Het team combineerde deze nieuwe diëlektrische elastomeeractuators met zachte kanalen om zachte kleppen te vormen voor vloeistofregeling. "Deze zachte kleppen hebben snelle responstijden en kunnen de vloeistofdruk en -stroom regelen om aan de eisen van hydraulische actuatoren te voldoen", zegt Siyi Xu, een afgestudeerde student bij SEAS en de eerste auteur van het artikel. "Deze kleppen stellen ons in staat om snel en robuust grote en kleine hydraulische actuatoren met interne volumes variërend van honderden microliter tot tientallen milliliter." Met behulp van de DEA-zachte klep demonstreerden de onderzoekers de besturing van hydraulische actuatoren met verschillende volumes en bereikten ze onafhankelijke controle van meerdere actuatoren, aangedreven door een enkele drukbron. "Deze compacte en lichtgewicht DEA-klep maakt een ongekende elektrische bediening van hydraulische actuatoren mogelijk, wat het potentieel aantoont voor bewegingscontrole aan boord van door zachte vloeistoffen aangedreven robots in de toekomst", aldus Xu. De studie was co-auteur van Yufeng Chen, Nak-Seung Patrick Hyun en Kaitlyn Becker. Het werd ondersteund door de CMMI-1830291-prijs van de National Science Foundation en het National Robotics Program. Materiaal geleverd door de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Origineel artikel door Leah Burrows. Opmerking: de inhoud kan worden aangepast voor stijl en lengte. Ontvang het laatste wetenschappelijke nieuws met de gratis e-mailnieuwsbrief van ScienceDaily, die dagelijks en wekelijks wordt bijgewerkt. Of bekijk de elk uur bijgewerkte nieuwsfeed in uw RSS-lezer: Vertel ons wat u van ScienceDaily vindt - we verwelkomen zowel positieve als negatieve recensies. Heeft u vragen over het gebruik de website?vraag?