Memoria de computadora impulsada por aire para controlar robots blandos
Los ingenieros de UC Riverside han desarrollado una memoria de computadora impulsada por aire que se puede usar para controlar robots blandos.
El trabajo, publicado en la revista de acceso abierto, PLOS UNO, busca superar uno de los mayores obstáculos para el avance de la robótica blanda, que es el desajuste entre la neumática y la electrónica.
Los robots blandos neumáticos utilizan aire presurizado para mover extremidades suaves y gomosas y pinzas y no solo ofrecen un rendimiento superior a los robots rígidos tradicionales cuando se trata de realizar tareas delicadas, sino que para los humanos es mucho más seguro estar cerca, especialmente cuando se trata de trabajar con cobots .
En la actualidad, los robots blandos neumáticos todavía usan válvulas electrónicas y computadoras para mantener la posición de las partes móviles del robot, lo que puede agregar costos, tamaños y demandas de energía considerables a los robots blandos, limitando su viabilidad.
En respuesta, un equipo dirigido por el estudiante de doctorado en bioingeniería Shane Hoang, su asesor, el profesor de bioingeniería William Grover, el profesor de ciencias de la computación Philip Brisk y el profesor de ingeniería mecánica Konstantinos Karydis, han desarrollado una "memoria" de lógica neumática para un robot blando, eliminando la electrónica. memoria utilizada actualmente para ese propósito.
En la lógica neumática, el aire, no la electricidad, fluye a través de circuitos o canales y la presión del aire se usa para representar encendido / apagado o verdadero / falso. En las computadoras modernas, estos estados lógicos están representados por 1 y 0 en el código para activar o finalizar las cargas eléctricas.
Los investigadores crearon su chip de memoria de acceso aleatorio neumático, o RAM, utilizando válvulas de microfluidos en lugar de transistores electrónicos. Originalmente diseñadas para controlar el flujo de líquidos en chips de microfluidos, estas válvulas también pueden controlar el flujo de aire.
Las válvulas permanecen selladas contra un diferencial de presión incluso cuando se desconectan de una línea de suministro de aire, creando diferenciales de presión atrapados que funcionan como memorias y mantienen los estados de los actuadores de un robot. Los conjuntos densos de estas válvulas pueden realizar operaciones avanzadas y reducir el hardware electrónico costoso, voluminoso y que consume energía que se usa normalmente para controlar los robots neumáticos.
Después de modificar las válvulas de microfluidos para manejar tasas de flujo de aire más grandes, el equipo produjo un chip RAM neumático de 8 bits capaz de controlar robots blandos más grandes y de movimiento más rápido, y lo incorporó a un par de manos de goma impresas en 3D. La RAM neumática utiliza aire a presión atmosférica para representar un valor "0" o FALSO, y vacío para representar un valor "1" o VERDADERO. Los dedos robóticos suaves se extienden cuando se conectan a la presión atmosférica y se contraen cuando se conectan al vacío.
En teoría, este sistema podría usarse para operar otros robots sin ningún hardware electrónico y solo una bomba a batería para crear un vacío. Los investigadores notaron que sin presión positiva en cualquier parte del sistema, solo presión atmosférica normal, no hay riesgo de sobrepresurización accidental y falla violenta del robot o su sistema de control.
Robots usando esto la tecnología sería especialmente seguro para un uso delicado en seres humanos o cerca de ellos, como dispositivos portátiles para bebés con discapacidades motoras.