ساخت انگشت رباتیک دارای حس و شکل طبیعی

محققان امیدوارند که محصول جدید و شبه‌واقعی آن‌ها با توانایی خم و راست شدن به هنگام گرم و سرد شدن، بتواند در ربات‌های زیر آب و در نهایت در ابزار پروتزی پیشرفته مورد استفاده قرار بگیرد.

محققان کار خود را با استفاده از یک مدل طراحی سه‌بعدی انگشت انسان آغاز کردند. برای این کار، آن‌ها یک مدل از انگشت را ایجاد کرده، سپس به چاپ سه‌بعدی قالب درونی و بیرونی آن پرداختند و بین آن‌ها محرک‌های خم و راست شونده ساخته شده از آلیاژ حافظه‌دار (SMA)، همراه با یک حسگر موقعیت قرار دادند.

محرک خم شونده طوری آموزش دیده بود که هنگام حرارت دیدن مانند انگشت انسان خم شود، در حالی که محرک بازشونده آموزش دیده بود که هنگام حرارت دیدن به حالت صاف در آید. از این رو، با تناوب گرمایش و سرمایش دو محرک، انگشت می‌تواند با قابلیت خم و راست شدن ساخته شود. این کار از طریق فرآیندی به نام گرمایش ژول انجام شد که در آن، جریان‌های الکتریکی از طریق یک رسانای تولید کننده گرما عبور می‌کند.

یکی از مشکلاتی که محققان با آن مواجه بودند، مدت زمان لازم برای هر محرک بود تا دوباره خنک شده و پس از گرم شدن، شکل طبیعی خود را بازیابد. به این دلیل، آن‌ها به دنبال رباتیک‌ زیردریایی هستند که اولین بندر تماس انگشت نامیده می‌شود. در محیط زیر آب، عایق حرارتی که به نوک انگشت متصل شده، می‌تواند به جریان آب اجازه دهد تا در سراسر حفره جریان یافته وبه طور موثرتری محرک را خنک کند که به گفته محققان، تا حد زیادی سرعت عملیاتی دستگاه را بهبود می‌بخشد.

در نهایت امید است که این رویکرد بتواند برای توسعه پروتز‌های بهتر استفاده شود.

اریک انگبرگ،دانشیار دانشگاه فلوریدا آتلانتیک اظهار کرد: ما توانسته‌ایم انگشت رباتیک را به روش ترمومکانیک به تقلید از حرکات انگشت انسان مانند خم و راست شدن واداریم. طراحی رباتیک ما به دلیل وزن سبک، مهارت و چابکی و قدرت، مزایای بیشتری را نسبت به مکانیزم‌های سنتی ارائه می‌دهد و در نهایت می‌تواند برای استفاده به عنوان یک دستگاه مصنوعی، مانند یک دست مصنوعی سازگار می شود.

این پژوهش در مجله Bioinspiration & Biomimetics منتشر شده است.