Memoria del computer ad aria per controllare i robot morbidi robot
Gli ingegneri della UC Riverside hanno sviluppato una memoria per computer alimentata ad aria che può essere utilizzata per controllare i robot morbidi.
Il lavoro, pubblicato sulla rivista ad accesso libero, PLOS Uno, cerca di superare uno dei maggiori ostacoli al progresso della robotica morbida, ovvero la discrepanza tra pneumatica ed elettronica.
I robot morbidi pneumatici utilizzano aria pressurizzata per muovere arti e pinze morbidi e gommosi e non solo offrono prestazioni superiori ai robot rigidi tradizionali quando si tratta di eseguire compiti delicati, ma per gli esseri umani è molto più sicuro essere in giro, specialmente quando si tratta di lavorare insieme ai cobot .
Attualmente i soft robot pneumatici utilizzano ancora valvole elettroniche e computer per mantenere la posizione delle parti mobili del robot, il che può aggiungere costi considerevoli, dimensioni e richieste di potenza ai soft robot, limitandone la fattibilità.
In risposta, un team guidato dallo studente di dottorato in bioingegneria Shane Hoang, il suo consigliere, il professore di bioingegneria William Grover, il professore di informatica Philip Brisk e il professore di ingegneria meccanica Konstantinos Karydis, hanno sviluppato una "memoria" di logica pneumatica per un robot morbido, eliminando l'elettronica memoria attualmente utilizzata a tale scopo.
Nella logica pneumatica, l'aria, non l'elettricità, scorre attraverso circuiti o canali e la pressione dell'aria viene utilizzata per rappresentare on/off o vero/falso. Nei computer moderni, questi stati logici sono rappresentati da 1 e 0 nel codice per attivare o terminare le cariche elettriche.
I ricercatori hanno realizzato il loro chip di memoria ad accesso casuale pneumatico, o RAM, utilizzando valvole microfluidica invece di transistor elettronici. Progettate originariamente per controllare il flusso di liquidi su chip microfluidici, queste valvole possono anche controllare il flusso d'aria.
Le valvole rimangono sigillate contro un differenziale di pressione anche quando sono scollegate da una linea di alimentazione dell'aria, creando differenziali di pressione intrappolati che funzionano come memorie e mantengono gli stati degli attuatori di un robot. Gli array densi di queste valvole possono eseguire operazioni avanzate e ridurre l'hardware elettronico costoso, ingombrante e che consuma energia tipicamente utilizzato per controllare i robot pneumatici.
Dopo aver modificato le valvole microfluidiche per gestire portate d'aria maggiori, il team ha prodotto un chip RAM pneumatico a 8 bit in grado di controllare robot morbidi più grandi e più veloci e lo ha incorporato in un paio di mani di gomma stampate in 3D. La RAM pneumatica utilizza l'aria a pressione atmosferica per rappresentare un valore "0" o FALSO e il vuoto per rappresentare un valore "1" o VERO. Le morbide dita robotiche sono estese quando collegate alla pressione atmosferica e contratte quando collegate al vuoto.
In teoria, questo sistema potrebbe essere utilizzato per far funzionare altri robot senza alcun hardware elettronico e solo una pompa alimentata a batteria per creare il vuoto. I ricercatori hanno notato che senza pressione positiva in qualsiasi parte del sistema, solo la normale pressione atmosferica, non vi è alcun rischio di sovrapressurizzazione accidentale e guasto violento del robot o del suo sistema di controllo.
Robot che lo usano la tecnologia sarebbe particolarmente sicuro per un uso delicato su o intorno agli esseri umani, come dispositivi indossabili per neonati con disabilità motorie.