Zachte actuatoren imiteren menselijke spieren: veiligere en goedkopere robots ontstaan aan Northwestern University

AmsterdamOnderzoekers van de Northwestern Universiteit hebben een zacht en flexibel apparaat ontwikkeld dat beweegt als menselijke spieren. Dit nieuwe apparaat kan robots veiliger en nuttiger maken. Het zogenaamde actuatorsysteem kan uitzetten en samentrekken.

Onderzoekers toonden de actuator aan door:

• Een cilindervormige, wormachtige zachte robot te maken
• Een kunstmatige biceps te creëren

Een robot die als een worm beweegt kan door krappe bochten in kleine ruimtes zoals een pijp navigeren. Een andere robot met een kunstmatige spier kan een gewicht van 500 gram 5.000 keer optillen zonder kapot te gaan. Deze robots zijn bovendien goedkoper om te maken en kosten ongeveer 3 dollar aan materialen, zonder de motor mee te rekenen. Traditionele onderdelen kosten vaak honderden tot duizenden dollars.

Ryan Truby, die het onderzoek leidde, stelde dat het doel is om robots veiliger voor mensen te maken. Zachte robots vormen een kleinere bedreiging voor mensen dan harde robots. Dit nieuwe onderdeel kan veilig in de buurt van mensen worden gebruikt en is tevens goedkoop, wat de toegankelijkheid vergroot.

Truby leidt het Robotic Matter Lab aan de Northwestern University. De eerste auteur, Taekyoung Kim, ontdekte hoe hij een actuator van rubber kon maken met een gewone 3D-printer. Oude HSA's waren duur om te produceren en niet erg flexibel. Kim's methode maakte ze zachter en sterker.

De actuator maakt gebruik van een rekbaar rubberen onderdeel dat met één motor kan verlengen of inkorten. Dit vergemakkelijkt het ontwerpen van zachte actuatoren.

Kim vertelt dat hun robot zichzelf kan voortbewegen door te trekken en te duwen. De robot is 26 centimeter lang en kan 32 centimeter afleggen in één minuut.

Truby merkte op dat de actuator stijver wordt wanneer hij uitrekt. De meeste zachte actuatoren worden flexibeler in gebruik, maar deze wordt juist stijver, wat hem nuttiger maakt.

Deze studie zou kunnen leiden tot nieuwe soorten robots die geïnspireerd zijn door levende wezens. Deze robots kunnen taken uitvoeren die gewone robots niet kunnen. Het onderzoek werd gefinancierd door het Office of Naval Research en het Center for Engineering and Sustainability Resilience van Northwestern.

De ontdekkingen zijn van groot belang voor zachte robotica. Deze nieuwe aandrijvingen zullen leiden tot veiligere, flexibelere en goedkopere robots. Deze robots kunnen soepeler bewegen en zijn ideaal voor werkzaamheden in complexe omgevingen.