Para saintis dari Makmal Robotik Bioinspired UC San Diego telah mencipta robot yang menjimatkan kos, bebas elektronik yang boleh berjalan terus dari pencetak 3D menggunakan hanya gas mampat. Mesin inovatif ini berjanji untuk mengubah kawasan seperti tindak balas bencana dan penerokaan angkasa lepas.
Bayangkan dunia di mana robot boleh berjalan, mengemudi dan melaksanakan tugas tanpa bergantung pada elektronik. Visi itu telah menjadi kenyataan terima kasih kepada kejayaan yang luar biasa oleh ahli robotik di Universiti California, San Diego. Robot inovatif yang dibangunkan oleh Makmal Robotik Bioinspired universiti boleh keluar terus dari pencetak 3D dengan hanya penambahan kartrij gas termampat.
Pasukan diterbitkan penemuan mereka dalam penerbitan dalam talian lanjutan jurnal Advanced Intelligent Systems. Robot perintis ini dihasilkan menggunakan pencetak 3D desktop, menggunakan bahan pencetakan yang luar biasa, menjadikannya bukan sahaja teguh tetapi berpatutan, berharga kira-kira $20 setiap satu.
"Ini adalah cara yang sama sekali berbeza untuk melihat mesin pembinaan," kata pengarang kanan Michael Tolley, seorang profesor di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal dan Aeroangkasa UC San Diego, dalam satu siaran berita.
Robot canggih ini membentangkan dunia yang penuh kemungkinan, terutamanya dalam persekitaran di mana elektronik mungkin gagal. Sebagai contoh, robot ini mungkin sesuai untuk peninjauan saintifik di kawasan yang mempunyai sinaran tinggi, tindak balas bencana, atau penerokaan angkasa lepas.
Dalam ujian makmal yang ketat, robot menunjukkan keupayaan mereka untuk berfungsi tanpa henti selama tiga hari apabila disambungkan ke sumber udara atau gas di bawah tekanan malar. Tambahan pula, mereka membuktikan kepelbagaian mereka dengan berjalan tanpa tali di luar menggunakan kartrij gas termampat, berjaya melintasi pelbagai permukaan seperti turf dan pasir. Hebatnya, robot ini juga boleh beroperasi di bawah air.
Objektifnya melangkaui mencipta robot berjalan terus dari pencetak; ia bertujuan untuk berbuat demikian menggunakan bahan yang fleksibel dan lembut.
"Robot ini tidak dihasilkan dengan mana-mana komponen tradisional yang tegar yang biasanya digunakan oleh penyelidik," tambah Tolley.
Sebaliknya, ia dibina menggunakan filamen pencetakan 3D yang mudah.
Cabaran utama adalah untuk mereka bentuk robot yang menggabungkan otot tiruan dan sistem kawalan, semuanya dibuat daripada bahan lembut tunggal dalam satu cetakan. Di bawah pimpinan sarjana pasca doktoral Yichen Zhai, pasukan itu menyesuaikan kaedah pencetakan 3D yang sebelum ini digunakan untuk membina pencengkam bebas elektronik. Usaha mereka memuncak dalam pembangunan robot berkaki enam.
"Kami telah mengambil lompatan gergasi ke hadapan dengan robot yang berjalan sepenuhnya sendiri," tambah Zhai.
Untuk memudahkan pergerakan, pasukan itu mencipta litar berayun pneumatik yang mengawal gerakan berulang penggerak lembut, serupa dengan sistem yang menjanakan enjin stim. Litar ini menyegerakkan pergerakan enam kaki robot, berselang seli antara dua set tiga kaki, membenarkan empat darjah kebebasan — naik dan turun, ke hadapan dan belakang — membolehkan robot berjalan dalam garis lurus.
Memandang ke hadapan, para penyelidik menyasarkan untuk mencari cara untuk mengintegrasikan penyimpanan gas termampat dalam robot dan meneroka penggunaan bahan kitar semula atau terbiodegradasi. Mereka juga sedang menyiasat penambahan manipulator, seperti penggenggam, untuk meningkatkan kefungsian robot.
Makmal Tolley bekerjasama dengan BASF Corporation melalui California Research Alliance (CARA) mereka untuk mencuba pelbagai bahan lembut yang sesuai untuk pencetak 3D standard. Walaupun beberapa bahan mewah yang diuji belum lagi tersedia secara komersil, pasukan itu berjaya mencetak robot menggunakan bahan standard yang luar biasa.
Projek itu menerima pembiayaan separa daripada Yayasan Sains Kebangsaan. Sebelum penerbitan terobosan ini, pasukan itu melancarkan robot berjalan bercetak 3D pada Persidangan Penyelidikan Gordon 2022 mengenai Robotik.