วิศวกรที่ UC Riverside ได้เปิดตัวหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศซึ่งสามารถใช้ควบคุมหุ่นยนต์นุ่มได้ นวัตกรรมนี้สามารถเอาชนะอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการพัฒนาหุ่นยนต์แบบนิ่ม นั่นคือความไม่สอดคล้องกันระหว่างระบบนิวแมติกส์และอิเล็กทรอนิกส์
หุ่นยนต์ซอฟต์โรบอทแบบใช้ลมใช้แรงดันอากาศในการเคลื่อนแขนขาและกริปเปอร์ที่อ่อนนุ่มและเป็นยาง และเหนือกว่าหุ่นยนต์แข็งแบบดั้งเดิมสำหรับการทำงานที่ละเอียดอ่อน พวกเขายังปลอดภัยสำหรับมนุษย์ที่จะอยู่ใกล้ Baymax หุ่นยนต์คู่หูด้านการดูแลสุขภาพในภาพยนตร์แอนิเมชั่นของดิสนีย์ปี 2014 เรื่อง Big Hero 6 เป็นหุ่นยนต์ลมด้วยเหตุผลที่ดี
แต่ระบบที่มีอยู่สำหรับการควบคุมหุ่นยนต์นิ่มแบบใช้ลมยังคงใช้วาล์วอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์เพื่อรักษาตำแหน่งของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้เพิ่มความต้องการด้านราคา ขนาด และกำลังอย่างมากให้กับหุ่นยนต์แบบนิ่ม ซึ่งเป็นการจำกัดความเป็นไปได้
“นิวเมติกลอจิก” เกิดขึ้นก่อนคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และเคยให้การควบคุมขั้นสูงในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ตั้งแต่เทอร์โมสแตทและส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบควบคุมสภาพอากาศไปจนถึงเครื่องเล่นเปียโนในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ในลอจิกนิวเมติก อากาศ ไม่ใช่ไฟฟ้า ไหลผ่านวงจรหรือช่องสัญญาณ และความดันอากาศถูกใช้เพื่อแสดงการเปิด/ปิดหรือจริง/เท็จ ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ สถานะทางลอจิคัลเหล่านี้จะแสดงด้วย 1 และ 0 ในรหัสเพื่อกระตุ้นหรือยุติประจุไฟฟ้า
หุ่นยนต์ซอฟต์โรบอทแบบใช้ลมต้องการวิธีการจดจำและรักษาตำแหน่งของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ นักวิจัยตระหนักว่าหากพวกเขาสามารถสร้าง "หน่วยความจำ" ลอจิกเกี่ยวกับลมสำหรับหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มได้ พวกเขาสามารถกำจัดหน่วยความจำอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันเพื่อจุดประสงค์นั้นได้
นักวิจัยได้สร้างหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบนิวแมติกหรือ RAM ชิปโดยใช้วาล์วไมโครฟลูอิดิกแทนทรานซิสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ วาล์วไมโครฟลูอิดิกเดิมออกแบบมาเพื่อควบคุมการไหลของของเหลวบนชิปไมโครฟลูอิดิก แต่ก็สามารถควบคุมการไหลของอากาศได้เช่นกัน วาล์วยังคงปิดสนิทกับส่วนต่างของแรงดันแม้ว่าจะไม่ได้เชื่อมต่อจากท่อจ่ายอากาศ สร้างความแตกต่างของแรงดันที่ติดอยู่ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำและรักษาสถานะของแอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ อาร์เรย์ที่หนาแน่นของวาล์วเหล่านี้สามารถดำเนินการขั้นสูง และลดฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีราคาแพง เทอะทะ และใช้พลังงานมาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้ในการควบคุมหุ่นยนต์นิวเมติก
หลังจากปรับเปลี่ยนวาล์วไมโครฟลูอิดิกเพื่อรองรับอัตราการไหลของอากาศที่มากขึ้น ทีมงานได้ผลิตชิป RAM แบบใช้ลม 8 บิตที่สามารถควบคุมหุ่นยนต์นิ่มขนาดใหญ่และเคลื่อนที่เร็วขึ้น และรวมเข้ากับมือยางที่พิมพ์ 3 มิติ แรมแบบนิวแมติกใช้อากาศที่มีความดันบรรยากาศเพื่อแสดงค่า "0" หรือ FALSE และใช้สุญญากาศเพื่อแทนค่า "1" หรือ TRUE นิ้วของหุ่นยนต์แบบนิ่มจะขยายออกเมื่อเชื่อมต่อกับความดันบรรยากาศและหดตัวเมื่อเชื่อมต่อกับสุญญากาศ
โดยการแปรผันของความดันบรรยากาศและสุญญากาศภายในช่องสัญญาณบนชิป RAM นักวิจัยสามารถทำให้หุ่นยนต์เล่นโน้ต คอร์ด และแม้แต่เพลงทั้งหมด—”Mary Had a Little Lamb”—บนเปียโน
ตามทฤษฎีแล้ว ระบบนี้สามารถใช้ควบคุมหุ่นยนต์ตัวอื่นๆ ได้โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ใดๆ และมีเพียงปั๊มที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เท่านั้นเพื่อสร้างสุญญากาศ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าหากไม่มีแรงดันบวกใดๆ ในระบบ—เฉพาะความดันอากาศในบรรยากาศปกติ—ไม่มีความเสี่ยงที่แรงดันเกินโดยไม่ได้ตั้งใจและความล้มเหลวอย่างรุนแรงของหุ่นยนต์หรือระบบควบคุมของหุ่นยนต์ หุ่นยนต์ใช้สิ่งนี้ เทคโนโลยี จะปลอดภัยเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่ละเอียดอ่อนบนหรือรอบตัวมนุษย์ เช่น อุปกรณ์สวมใส่ได้สำหรับทารกที่มีความบกพร่องทางการเคลื่อนไหว
