ソフトロボットを制御するための空圧式コンピュータメモリ

カリフォルニア大学リバーサイド校のエンジニアは、ソフトロボットの制御に使用できる空圧式のコンピュータメモリを開発しました。

オープンアクセスジャーナルに掲載された作品、 PLOS One、 ソフトロボティクスを進歩させる上での最大の障害のXNUMXつである、空気圧と電子機器の不一致を克服しようとしています。

空気圧ソフトロボットは、加圧空気を使用して柔らかくゴムのような手足やグリッパーを動かし、繊細な作業を行う際に従来の剛性ロボットよりも優れたパフォーマンスを提供するだけでなく、人間にとって、特に協働ロボットと一緒に作業する場合に、はるかに安全です。 。

現在、空気圧ソフトロボットは依然として電子バルブとコンピューターを使用してロボットの可動部品の位置を維持しているため、ソフトロボットにかなりのコスト、サイズ、電力需要が追加され、その実現可能性が制限されます。

これに応えて、バイオエンジニアリングの博士課程の学生であるシェーン・ホアン、彼の顧問、バイオエンジニアリングの教授であるウィリアム・グローバー、コンピューター・サイエンスの教授であるフィリップ・ブリスク、機械工学の教授であるコンスタンティノス・カリディスが率いるチームは、ソフトロボット用の空気圧ロジック「メモリ」を開発し、電子機器を排除しました。その目的のために現在使用されているメモリ。

空気圧ロジックでは、電気ではなく空気が回路またはチャネルを流れ、空気圧はオン/オフまたは真/偽を表すために使用されます。 最近のコンピューターでは、これらの論理状態は、電荷をトリガーまたは終了するコードで1と0で表されます。

研究者たちは、電子トランジスタの代わりにマイクロ流体バルブを使用して、空気圧ランダムアクセスメモリ（RAM）チップを作成しました。 もともとマイクロ流体チップ上の液体の流れを制御するために設計されたこれらのバルブは、空気の流れを制御することもできます。

バルブは、空気供給ラインから切断された場合でも圧力差に対して密閉されたままであり、メモリとして機能し、ロボットのアクチュエータの状態を維持するトラップされた圧力差を作成します。 これらのバルブの高密度アレイは、高度な操作を実行し、空気圧ロボットの制御に通常使用される、高価で、かさばり、電力を消費する電子ハードウェアを削減できます。

より大きな空気流量を処理するようにマイクロ流体バルブを変更した後、チームは、より大きく高速で移動するソフトロボットを制御できる8ビットの空気圧RAMチップを製造し、3Dプリントされたゴム製のハンドルのペアに組み込みました。 空気圧RAMは、大気圧空気を使用して「0」またはFALSE値を表し、真空を使用して「1」またはTRUE値を表します。 ソフトロボティックフィンガーは、大気圧に接続すると伸び、真空に接続すると収縮します。

理論的には、このシステムは、電子ハードウェアを使用せずに他のロボットを操作するために使用でき、真空を作成するためのバッテリー駆動のポンプのみを使用できます。 研究者たちは、システムのどこにも陽圧がなくても（通常の大気圧のみ）、ロボットまたはその制御システムの偶発的な過圧や激しい故障のリスクがないことを指摘しました。

これを使ったロボット テクノロジー 運動障害のある乳児用のウェアラブルデバイスなど、人間の上または周囲での繊細な使用には特に安全です。