Une main robotique souple imprimée en 3D à laquelle Nintendo peut jouer


Des ingénieurs de l'Université du Maryland ont imprimé en 3D une main robotique souple à laquelle Nintendo peut jouer

Crédit : Université du Maryland

équipe de chercheurs de l’Université du Maryland a imprimé en 3D une main souple suffisamment agile pour – et gagner – le jeu Super Mario Bros.

L’exploit mis en avant sur la couverture du dernier numéro de Avancées scientifiques, montre une innovation prometteuse dans le domaine de la robotique douce, qui implique le développement de nouveaux types de robots flexibles et gonflables qui fonctionnent à l’eau ou à l’air plutôt qu’à l’électricité. La sécurité et l’adaptabilité inhérentes aux robots mous ont suscité un intérêt pour leur dans des applications telles que les prothèses et les dispositifs biomédicaux. Malheureusement, jusqu’à présent, il a été particulièrement difficile de contrôler les fluides qui font que ces robots mous se plient et se déplacent.

La percée clé pour l’équipe, dirigée par le professeur adjoint de génie mécanique à l’Université du Maryland, Ryan D. Sochol, a été la capacité d’imprimer en 3D des robots souples entièrement assemblés avec des circuits fluidiques intégrés en une seule étape.

« Dans le passé, chaque doigt sur une main robotique souple avait généralement besoin de sa propre ligne de contrôle, ce qui limiter la portabilité et l’utilité », explique le co-auteur principal Joshua Hubbard, qui a mené la recherche tout en faisant des recherches sur le laboratoire Bioinspired Advanced Manufacturing (BAM) en Sochol l’UMD. « Mais en imprimant en 3D la main robotique souple avec nos transistors fluides intégrés, Nintendo peut y jouer en appuyant simplement sur un bouton. »

À titre de démonstration, l’équipe a conçu un circuit fluidique intégré qui a permis à la main de répondre à la force d’une seule pression de commande. Par exemple, une faible pression a fait que seul le premier doigt a frappé le contrôleur Nintendo pour faire fonctionner Mario, tandis qu’une pression élevée a fait sauter Mario. Guidée par un programme défini qui alternait de manière autonome entre pression désactivée, basse, moyenne et haute, la main robotique a pu appuyer sur les boutons de la manette pour terminer avec succès le premier niveau de Super Mario Bros. en moins de 90 secondes.

« Récemment, plusieurs groupes ont essayé d’utiliser des circuits fluidiques pour améliorer l’autonomie des robots mous », a déclaré le plus jeune doctorant. Diplômé et co-premier auteur de l’étude Ruben Acevedo, « mais les méthodes de construction et d’intégration de ces circuits fluidiques avec les robots peuvent prendre des jours à des semaines, avec un degré élevé de travail manuel et de compétences techniques ».







Crédit : Université du Maryland

Pour surmonter ces obstacles, l’équipe s’est tournée vers l’impression 3D PolyJet, qui s’apparente à l’utilisation d’une imprimante couleur mais avec de nombreuses couches d' »encres » multi-matériaux empilées les unes sur les autres en 3D.

« En une journée et avec peu d’efforts, les chercheurs peuvent désormais passer du démarrage pressant d’une imprimante 3D à des robots entièrement souples – y compris tous les actionneurs souples, les circuits fluidiques et les fonctions corporelles – qui sont opérationnels », a déclaré Kristen Edwards, co-auteur de l’étude.

La décision de valider leur stratégie en terminant le premier niveau de Super Mario Bros. en temps réel était motivée par la science et le plaisir. Étant donné que le timing et le niveau du jeu vidéo sont fixes et qu’une seule erreur peut entraîner une fin instantanée du jeu, jouer à Mario offrait un nouveau moyen d’évaluer les performances des robots souples qui est unique d’une manière qui n’est pas courante dans ce domaine. .

En plus de la main du robot jouant à Nintendo, l’équipe de Sochol a également rendu compte des robots mous inspirés des tortues dans leur article. La tortue se trouve être la mascotte officielle d’UMD, et tous les robots mous de l’équipe ont été imprimés au centre d’impression 3D Terrapin Works d’UMD.

Un autre avantage clé de la stratégie de l’équipe est qu’elle est open source, avec un accès ouvert au papier pour tout le monde et un lien dans les documents supplémentaires vers un GitHub avec tous les fichiers de conception électronique de leur travail.

« Nous partageons tous nos fichiers de conception afin que chacun puisse facilement télécharger tous les robots logiciels et éléments de circuits fluidiques de notre travail, les modifier si nécessaire et les imprimer en 3D – que ce soit avec sa propre imprimante ou via un service d’impression comme nous », a déclaré Sochol. . « Nous espérons que cette stratégie d’impression 3D open source élargira l’accessibilité, la distribution, la reproductibilité et l’acceptation des robots souples avec circuits fluidiques intégrés et accélérera ainsi les progrès dans ce domaine. »

L’équipe explore actuellement l’utilisation de sa technique pour des applications biomédicales, notamment des dispositifs de rééducation, des instruments chirurgicaux et des prothèses personnalisables. Sochol étant membre du corps professoral du département de bioingénierie Fischell et membre du Maryland Robotics Center et du Robert E. Fischell Institute for Biomedical Devices, l’équipe dispose d’un environnement exceptionnel pour développer sa stratégie pour relever les défis urgents dans le domaine biomédical. des champs.


Une approche universelle de la personnalisation des robots mous


Plus d’information:
Joshua D. Hubbard et al., Robots souples entièrement imprimés en 3D avec circuit fluidique intégré, Avancées scientifiques (2021). DOI : 10.1126 / sciadv.abe5257

Fourni par l’Université du Maryland

Citation: Une main robotique souple en 3D à laquelle Nintendo peut jouer (2021, 16 juillet), consulté le 17 juillet 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-07-3d-printed-soft-robotic-nintendo .html

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