Ingenieurs van de Universiteit van Californië in San Diego hebben een nieuwe methode ontwikkeld waarvoor geen speciale apparatuur nodig is en die in slechts enkele minuten werkt om zachte, flexibel, 3D-geprinte robots.

De innovatie komt voort uit het heroverwegen van de manier waarop zachte robots worden gebouwd:in plaats van uit te zoeken hoe zachte materialen kunnen worden toegevoegd aan een stijf robotlichaam, de UC San Diego-onderzoekers begonnen met een zachte behuizing en voegden stijve functies toe aan belangrijke componenten. De structuren zijn geïnspireerd op exoskeletten van insecten, die zowel zachte als stijve delen hebben - de onderzoekers noemden hun creaties 'flexoskeletten'.

De nieuwe methode maakt de constructie van zachte componenten voor robots mogelijk in een kleine fractie van de tijd die voorheen nodig was en voor een kleine fractie van de kosten.

"We hopen dat deze flexoskeletten zullen leiden tot de creatie van een nieuwe klasse van zachte, bio-geïnspireerde robots, " zei Nick Gravish, een professor werktuigbouwkunde aan de Jacobs School of Engineering aan de UC San Diego en senior auteur van de paper. "We willen zachte robots makkelijker te bouwen maken voor onderzoekers over de hele wereld."

De nieuwe methode maakt het mogelijk om grote groepen flexoskelet-robots te bouwen met weinig handmatige montage en om een ​​bibliotheek met Lego-achtige componenten samen te stellen, zodat robotonderdelen gemakkelijk kunnen worden verwisseld.

De flexoskeletten zijn gemaakt van 3D-printen van een stijf materiaal op een dunne plaat die als flexibele basis fungeert. Ze zijn bedrukt met verschillende functies die de stijfheid in specifieke gebieden vergroten - opnieuw geïnspireerd door exoskeletten van insecten, die zachtheid en stijfheid combineren voor beweging en ondersteuning.

Onderzoekers beschrijven hun werk in het nummer van 7 april van het tijdschrift Zachte robotica .Het team is van plan om hun ontwerpen beschikbaar te stellen aan onderzoekers van andere instellingen en ook aan middelbare scholen.

Eén flexoskeletonderdeel heeft 10 minuten nodig om te printen en kost minder dan $1. Flexoskeleton printen kan op de meeste goedkope commercieel verkrijgbare printers. Het printen en monteren van een hele robot duurt minder dan twee uur.

Onderzoekers onderzochten een reeks materialen totdat ze het juiste flexibele oppervlak vonden om de flexoskeletten op te printen - dat bleek een vel polycarbonaat te zijn. Zorgvuldige observatie van het gedrag van insecten bracht hen ertoe om functies toe te voegen om de stijfheid te vergroten.

Het uiteindelijke doel is om een ​​assemblagelijn te creëren die hele flexoskeletonrobots kan printen zonder handmatige montage. Een zwerm van deze kleine robots zou net zoveel werk kunnen doen als een enorme robot op zichzelf - of meer.

In 1989, iRobot mede-oprichter Rodney Brooks, vervolgens bij het MIT Artificial Intelligence Lab, pleitte voor ruimtemissies die zouden bestaan ​​uit "grote aantallen in massa geproduceerde eenvoudige autonome robots die naar de huidige maatstaven klein zijn." Hij en co-auteur Anita Flynn gaven het artikel de titel "Fast, goedkoop en uit de hand gelopen:een robotinvasie van het zonnestelsel." Het artikel was baanbrekend voor Gravish, die hoopt dat deze studie een stap verder in die richting is, maar voor het hele gebied van robotica, niet alleen ruimte.