3D打印多腔软执行器,通过生物灵感交织可折叠Endomysium集成的运动和传感功能
Zhonggui Fang1, Shaowu Tang1, Yinyin Su2
1Department of Mechanical and Energy Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518000, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|November 26, 2024
概括
研究人员开发了一种用于软气动执行器的新型多孔功能集成 (McFI) 方法. 这项创新能够实现同时进行多维运动和感知,以人类肌肉捆绑为灵感,用于先进的机器人应用.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 人类肌肉通过集成的运动和感知来完成复杂的任务.
- 现有的软执行器通常具有复杂的结构,可以同时传感和运动.
- 不一致的变形是由于在软执行器中集成具有异质刚度的传感元件而产生的.
研究的目的:
- 为软气动执行器提出一个多孔功能集成 (McFI) 方法.
- 在一个单一的软执行器中实现同时的多维运动和传感.
- 为了克服当前软执行器的结构复杂性和变形差异.
主要方法:
- 在肌肉捆绑多纤维机制的启发下,开发了一种多腔设计.
- 一种生物灵感的交织可折叠内体 (BIFE) 用于单材料3D打印.
- 建立了基于多腔压力的运动和传感模型.
主要成果:
- 麦克菲执行器展示了延长,收缩和双向曲.
- 执行器成功地感知了它的空间位置,方向和轴向力.
- 两个机器人,一个柔软的爬行机器人和一个柔软的抓手,已经成功建造和测试.
结论:
- 麦克菲 (McFI) 方法为软执行器中集成的运动和传感提供了一个实用的解决方案.
- 这种方法使单一材料软执行器的3D打印具有复杂的功能.
- 麦克菲的方法显示了智能软机器人创新的巨大潜力.
