Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Offbeat

Ilmuwan membuat lompatan besar dalam pengembangan gripper robot lunak dengan mengintegrasikan mekanisme penginderaan ke dalam jari-jari yang dapat dicetak 3D – ScienceDaily


Meskipun robotika telah membentuk ulang dan bahkan mendefinisikan ulang banyak sektor industri, masih ada kesenjangan antara mesin dan manusia di bidang-bidang seperti kesehatan dan perawatan lansia. Agar robot dapat dengan aman memanipulasi atau berinteraksi dengan objek rapuh dan organisme hidup, diperlukan strategi baru untuk meningkatkan persepsi mereka sambil membuat bagian-bagiannya lebih lembut. Faktanya, membangun gripper robot yang aman dan cekatan dengan kemampuan seperti manusia saat ini menjadi salah satu tujuan terpenting dalam robotika.

Salah satu tantangan utama dalam desain gripper robot yang lembut adalah mengintegrasikan sensor tradisional ke jari-jari robot. Idealnya, gripper yang lembut harus memiliki apa yang dikenal sebagai proprioception – rasa gerakan dan posisinya sendiri – untuk dapat menjalankan berbagai tugas dengan aman. Namun, sensor tradisional bersifat kaku dan membahayakan karakteristik mekanis bagian lunak. Selain itu, gripper lembut yang ada biasanya dirancang dengan satu jenis sensasi proprioseptif; baik tekanan atau kelengkungan jari.

Untuk mengatasi batasan ini, para ilmuwan di Ritsumeikan University, Jepang, telah mengerjakan desain gripper lembut baru di bawah pimpinan Associate Professor Mengying Xie. Dalam studi terbaru mereka yang diterbitkan di Energi Nano, mereka berhasil menggunakan teknologi pencetakan 3D multimaterial untuk membuat jari-jari robot yang lembut dengan sensor proprioception internal. Strategi desain mereka menawarkan banyak keuntungan dan merupakan langkah besar menuju robot lunak yang lebih aman dan lebih mampu.

Jari lembut memiliki ruang inflasi yang diperkuat yang membuatnya menekuk dengan cara yang sangat terkendali sesuai dengan tekanan udara masuk. Selain itu, kekakuan pada jari juga bisa diatur dengan membuat ruang hampa udara tersendiri. Hal ini dicapai melalui mekanisme yang disebut gangguan vakum, di mana beberapa lapisan bahan yang dapat ditekuk dapat dibuat kaku dengan menyedot udara di antara mereka. Gabungan kedua fungsi memungkinkan penggenggam robot tiga jari untuk menggenggam dan mempertahankan objek apa pun dengan benar dengan memastikan kekuatan yang diperlukan diterapkan.

Yang paling menonjol, bagaimanapun, adalah bahwa satu lapisan piezoelektrik dimasukkan di antara lapisan pengacau vakum sebagai sensor. Efek piezoelektrik menghasilkan perbedaan tegangan saat material berada di bawah tekanan. Para ilmuwan memanfaatkan fenomena ini sebagai mekanisme penginderaan untuk jari robotik, memberikan cara sederhana untuk merasakan kelengkungan dan kekakuan awal (sebelum penyesuaian vakum). Mereka selanjutnya meningkatkan kepekaan jari dengan memasukkan lapisan berstruktur mikro di antara lapisan pengacau untuk meningkatkan distribusi tekanan pada bahan piezoelektrik.

Penggunaan pencetakan 3D multimaterial, proses pembuatan prototipe yang sederhana dan cepat, memungkinkan para peneliti untuk dengan mudah mengintegrasikan mekanisme penginderaan dan penyetelan kekakuan ke dalam desain jari robot itu sendiri. “Pekerjaan kami menyarankan cara merancang sensor yang berkontribusi tidak hanya sebagai elemen penginderaan untuk aplikasi robotik, tetapi juga sebagai bahan fungsional aktif untuk memberikan kontrol yang lebih baik terhadap keseluruhan sistem tanpa mengorbankan perilaku dinamisnya,” kata Prof Xie. Fitur luar biasa lainnya dari desain mereka adalah bahwa sensor ini didukung sendiri oleh efek piezoelektrik, yang berarti tidak memerlukan suplai energi – penting untuk aplikasi berdaya rendah.

Secara keseluruhan, studi baru yang menarik ini akan membantu peneliti masa depan menemukan cara baru untuk meningkatkan bagaimana gripper lembut berinteraksi dan merasakan objek yang sedang dimanipulasi. Pada gilirannya, ini akan sangat memperluas penggunaan robot, seperti yang ditunjukkan oleh Prof Xie: “Sensor internal bertenaga sendiri tidak hanya akan memungkinkan robot untuk berinteraksi dengan aman dengan manusia dan lingkungannya, tetapi juga menghilangkan hambatan untuk aplikasi robotik yang saat ini bergantung pada sensor bertenaga untuk memantau kondisi. “

Semoga teknologi ini semakin berkembang sehingga teman-teman mekanik kita dapat segera bergabung dengan kita dalam lebih banyak aktivitas manusia!

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Ritsumeikan. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize