Umume robot entuk sensing lan tactile liwat cara bermotor, sing bisa dadi gedhe banget lan kaku. Klompok Universitas Cornell wis nyipta cara supaya robot alus bisa ngrasakake lingkungane ing njero, kaya sing ditindakake manungsa.
Klompok dipimpin dening Robert Shepherd, asisten profesor teknik mekanik lan aeroangkasa lan peneliti utama Lab Robotika Organik, wis nerbitake kertas sing njlèntrèhaké carane pandu gelombang optik stretchable tumindak minangka sensor kelengkungan, elongation lan pasukan ing tangan robot alus.
Mahasiswa doktoral Huichan Zhao minangka panulis utama "Tangan Prostetik Lembut kanthi Optoelektronik liwat Pandu Gelombang Optik sing Bisa Diregangkan," sing ditampilake ing edisi debut Science Robotics. Kertas diterbitake 6 Desember; uga nyumbang yaiku mahasiswa doktoral Kevin O'Brien lan Shuo Li, loro saka lab Shepherd.
"Akeh robot saiki duwe sensor ing njaba awak sing ndeteksi barang saka permukaan," ujare Zhao. "Sensor kita digabungake ing awak, saengga bisa ndeteksi kekuwatan sing ditularake liwat ketebalan robot, kaya sing kita lan kabeh organisme nalika kita ngrasakake lara, umpamane."
Waveguides optik wis digunakake wiwit awal 1970-an kanggo akeh fungsi sensing, kalebu tactile, posisi lan akustik. Fabrikasi wiwitane minangka proses sing rumit, nanging tekane litografi alus lan percetakan 20-D sajrone 3 taun pungkasan wis nyebabake pangembangan sensor elastomer sing gampang diprodhuksi lan digabung dadi aplikasi robotik sing alus.
Klompok Shepherd makaryakke proses lithography alus papat-langkah kanggo gawé inti (liwat kang cahya propagates), lan cladding (lumahing njaba saka waveguide), kang uga omahé LED (light-emitting diode) lan photodiode.
Sing liyane deforms tangan prostetik, liyane cahya ilang liwat inti. Mundhut cahya sing variabel, kaya sing dideteksi dening fotodioda, sing ngidini prosthesis "ngrasakake" lingkungane.
"Yen ora ana cahya sing ilang nalika mbengkongake prosthesis, kita ora bakal entuk informasi babagan kahanan sensor," ujare Shepherd. "Jumlah kerugian gumantung carane mbengkongaken."
Klompok kasebut nggunakake prosthesis optoelektronik kanggo nindakake macem-macem tugas, kalebu nangkep lan probing kanggo wangun lan tekstur. Utamane, tangan bisa mindhai telung tomat lan nemtokake, kanthi lembut, sing paling mateng.
Zhao ujar manawa teknologi iki duwe akeh panggunaan potensial ngluwihi prosthesis, kalebu robot sing diilhami bio, sing dijelajahi Shepherd bebarengan karo Mason Pek, profesor teknik mekanik lan aerospace, kanggo digunakake ing eksplorasi antariksa.
"Proyek kasebut ora duwe umpan balik sensori," ujare Shepherd, nuduhake kolaborasi karo Peck, "nanging yen kita duwe sensor, kita bisa ngawasi kanthi nyata owah-owahan wujud sajrone pembakaran [liwat elektrolisis banyu] lan ngembangake urutan aktuasi sing luwih apik kanggo nggawe. gerakane luwih cepet.”
Pakaryan mbesuk babagan pandu gelombang optik ing robotika alus bakal fokus marang kemampuan sensori sing tambah, sebagian kanthi nyithak 3-D wangun sensor sing luwih rumit, lan kanthi nggabungake pembelajaran mesin minangka cara ngilangi sinyal saka sensor sing tambah akeh. "Saiki," ujare Shepherd, "dadi angel nemtokake asale sentuhan."
Karya iki didhukung dening Grant saka Angkatan Udara Kantor Riset Ilmiah, lan digawe nggunakake Cornell NanoScale Science and Technology Facility lan Pusat Riset Bahan Cornell, loro-lorone didhukung dening National Science Foundation.
- Tom Fleischman, Universitas Cornell