Memória de computador movida a ar para controlar robôs soft
Engenheiros da UC Riverside desenvolveram uma memória de computador movida a ar que pode ser usada para controlar robôs soft.
O trabalho, publicado na revista de acesso aberto, PLOS Um, parece superar um dos maiores obstáculos para o avanço da robótica leve, que é a incompatibilidade entre pneumática e eletrônica.
Robôs macios pneumáticos usam ar pressurizado para mover membros e garras macios e emborrachados e não apenas oferecem um desempenho superior aos robôs rígidos tradicionais quando se trata de realizar tarefas delicadas, mas para os humanos são muito mais seguros de se estar - especialmente quando se trata de trabalhar ao lado de cobot .
Atualmente, os robôs flexíveis pneumáticos ainda usam válvulas eletrônicas e computadores para manter a posição das partes móveis do robô, o que pode agregar custo, tamanho e demandas de potência consideráveis aos robôs flexíveis, limitando sua viabilidade.
Em resposta, uma equipe liderada pelo estudante de doutorado em bioengenharia Shane Hoang, seu orientador, o professor de bioengenharia William Grover, o professor de ciência da computação Philip Brisk e o professor de engenharia mecânica Konstantinos Karydis desenvolveram uma "memória" lógica pneumática para um robô macio, eliminando o eletrônico memória atualmente usada para esse fim.
Na lógica pneumática, o ar, não a eletricidade, flui através de circuitos ou canais e a pressão do ar é usada para representar liga / desliga ou verdadeiro / falso. Em computadores modernos, esses estados lógicos são representados por 1 e 0 no código para disparar ou encerrar as cargas elétricas.
Os pesquisadores fizeram seu chip de memória de acesso aleatório pneumático, ou RAM, usando válvulas microfluídicas em vez de transistores eletrônicos. Originalmente projetadas para controlar o fluxo de líquidos em chips microfluídicos, essas válvulas também podem controlar o fluxo de ar.
As válvulas permanecem vedadas contra um diferencial de pressão mesmo quando desconectadas de uma linha de suprimento de ar, criando diferenciais de pressão presos que funcionam como memórias e mantêm os estados dos atuadores de um robô. Matrizes densas dessas válvulas podem executar operações avançadas e reduzir o hardware eletrônico caro, volumoso e consumidor de energia normalmente usado para controlar robôs pneumáticos.
Depois de modificar as válvulas microfluídicas para lidar com taxas de fluxo de ar maiores, a equipe produziu um chip RAM pneumático de 8 bits capaz de controlar robôs macios maiores e mais rápidos e o incorporou a um par de mãos de borracha impressas em 3D. A RAM pneumática usa ar de pressão atmosférica para representar um valor “0” ou FALSO, e vácuo para representar um valor “1” ou VERDADEIRO. Os dedos robóticos macios são estendidos quando conectados à pressão atmosférica e contraídos quando conectados ao vácuo.
Em teoria, esse sistema poderia ser usado para operar outros robôs sem nenhum hardware eletrônico e apenas uma bomba movida a bateria para criar um vácuo. Os pesquisadores notaram que sem pressão positiva em qualquer lugar do sistema - apenas a pressão atmosférica normal do ar - não há risco de sobrepressurização acidental e falha violenta do robô ou seu sistema de controle.
Robôs usando isso tecnologia seria especialmente seguro para uso delicado em ou perto de seres humanos, como dispositivos vestíveis para bebês com deficiências motoras.