Nuovo 3D

Il dispositivo viene stampato tutto in una volta e può prelevare e rilasciare oggetti

La robotica morbida ha un grande potenziale quando si tratta di creare robot in grado di interagire con esseri umani e oggetti delicati senza causare loro alcun danno.

Tuttavia, produrre dispositivi che siano allo stesso tempo morbidi e robusti è una sfida. La creazione di robot morbidi può essere un processo complesso e dispendioso in termini di tempo, poiché la maggior parte di essi sono azionati pneumaticamente e fabbricati mediante processi di stampaggio e assemblaggio che in genere richiedono molte operazioni manuali e limitano la complessità. Inoltre, per ottenere anche funzioni semplici è necessario aggiungere componenti di controllo complessi.

Ora, un team di robotici dell’Università della California a San Diego, in collaborazione con i ricercatori della società BASF, ha sviluppato una morbida pinza robotica stampata in 3D in un’unica stampa e inoltre non necessita di componenti elettronici per funzionare.

La pinza robotica stampata in 3D è dotata di sensori di gravità e tattili integrati e può raccogliere, trattenere e rilasciare oggetti. La pinza può essere montata all'estremità di un braccio robotico tradizionale per applicazioni di produzione industriale, produzione alimentare e movimentazione di frutta e verdura.

La maggior parte dei robot morbidi stampati in 3D hanno spesso un certo grado di rigidità e tendono a presentare perdite, impedendo loro di essere utilizzati per molte applicazioni. Inoltre, necessitano di una discreta quantità di lavorazione e assemblaggio dopo la stampa per essere utilizzabili.

Ma l’approccio del team ha utilizzato un nuovo metodo di stampa 3D, che prevede che l’ugello della stampante tracci un percorso continuo attraverso l’intero motivo di ogni strato stampato. Ciò ha evitato l'introduzione di eventuali difetti nella stampa e ha consentito la creazione di strutture più fini e dettagliate. Il metodo ha inoltre ridotto la probabilità di perdite e difetti nel pezzo stampato, molto comuni quando si stampa con materiali morbidi.

Il nuovo approccio consente di stampare pareti sottili fino a 0,5 millimetri. Le pareti più sottili e le forme complesse e curve consentono una gamma più ampia di deformazione, risultando in una struttura complessivamente più morbida.

Inoltre, il processo di fabbricazione non richiedeva operazioni manuali, come assemblaggio o regolazione. Ciò significa che il processo e il design sono facilmente riproducibili utilizzando una stampante 3D desktop simile.

Sebbene la pinza non richieda elettricità per funzionare, deve essere collegata a una fonte di aria compressa. È integrato con canali e valvole pneumatiche che controllano un flusso d'aria ad alta pressione che attiva l'attuazione. La serie di valvole consentirebbe alla pinza sia di afferrare al contatto che di rilasciare al momento giusto.

Quando il sensore tattile viene attivato da un oggetto nelle ganasce della pinza, l'aria compressa può entrare nei canali interni per afferrare saldamente l'oggetto. Ruotando la mano nella giusta direzione si attiva il sensore di gravità, che rilascia la pressione dell'aria e provoca l'apertura delle ganasce.

“È la prima volta che una pinza di questo tipo può sia afferrare che rilasciare. Tutto quello che devi fare è girare la pinza in orizzontale. Ciò innesca un cambiamento nel flusso d’aria nelle valvole, facendo rilasciare le due dita della pinza”, ha affermato Yichen Zhai, il principale autore dello studio in una nota.

Questa logica fluidica consente al robot di ricordare quando ha afferrato un oggetto e lo sta trattenendo. Quando rileva il peso dell'oggetto che spinge lateralmente, mentre ruota orizzontalmente, rilascia l'oggetto.

In futuro la pinza potrebbe essere un utile strumento di manipolazione in varie applicazioni come attività manifatturiere e agricole, ricerca ed esplorazione.

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