『革命的なロボティクス：電子機器なしで機能する3Dプリントグリッパー』
Revolutionary Robotics 3D Printed Gripper that Functions without Electronic Devices
ロボット工学の大きな飛躍として、カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のエンジニアチームが、BASF社の研究者と協力して、電子機器なしで動作する3Dプリントされたロボットグリッパーを開発しました。この革新的なデバイスは、オブジェクトをつかみ、保持し、開放することができ、ロボティクスの分野における3Dプリンティングの可能性を証明しています。
タッチベースのロボティクスの新時代
このロボットグリッパーは、一度にプリントされ、重力センサーとタッチセンサーが内蔵されています。このユニークなデザインにより、グリッパーは触覚に基づいてオブジェクトと対話することができます。この開発以前には存在しなかった機能です。「バルブの系列によって、グリッパーが接触時につかみ、適切なタイミングで解放できるような機能を設計しました」と、UCSDのバイオインスパイアドロボティクス＆デザインラボのポスドク研究員であるYichen Zhaiは述べています。
グリッパーは、オブジェクトをつかんで保持していることを記憶するために流体ロジックを利用しています。オブジェクトが横に回転する際に、重さがグリッパーを横に押し付けるのを検知すると、オブジェクトを解放します。この触覚ベースのオブジェクト操作は、視覚入力に大いに依存する従来のロボットシステムとは大きく異なる特徴です。
この3Dプリントされたグリッパーは、電子機器を必要としません。このYouTubeのビデオをご覧ください。
3Dプリントされたグリッパーの潜在的な応用
3Dプリントされたグリッパーは、さまざまな応用において非常に大きな可能性を秘めています。産業製造アプリケーション、食品生産、果物や野菜の取り扱いなどで、ロボットアームに取り付けることができます。また、研究や探査のタスクのためにロボットに取り付けることも可能です。さらに、ボトルの高圧ガスだけを電源として、ワイヤレスで動作することもできます。
このグリッパーの開発チームは、柔軟なロボットの3Dプリントに関連する一般的な課題（剛性やリークなど）を乗り越えるために、新しい3Dプリント手法を開発しました。この手法では、プリンターノズルが各層のパターン全体を連続的にトレースすることで、リークや欠陥の発生確率を低減させています。「まるで頁から鉛筆を離すことなく絵を描いているようなものです」と、UCSDの准教授であるMichael T. Tolleyは述べています。
この開発は、ロボット工学の分野を革新する3Dプリントの可能性を証明しています。UCSDのチームは、電子機器の必要性を排除することで、ロボットシステムの設計と機能に新たな可能性を開拓しました。
3Dプリントされたロボティクスの未来
チームの革新的な3Dプリント手法により、全体的に柔らかい構造の作成が可能になりました。新しい手法により、厚さ0.5ミリメートルまでの薄い壁や複雑な曲線形状をプリントすることができるため、変形の範囲が広がります。研究者たちは、グラフ理論の概念であるオイラー路に基づいて、この手法を開発しました。オイラー路は、グラフのすべての辺に一度だけ触れることを指します。「これらのルールに従うことで、埋め込まれた制御回路を持つ機能的な気動式ソフトロボットを一貫してプリントすることができました」と、Tolleyは述べています。
この3Dプリントされたグリッパーの開発は、ロボット工学の分野における重要な進歩です。電子機器の必要性を排除することで、チームはロボットシステムの設計と機能に新たな可能性を開拓しました。触覚ベースのオブジェクト操作は、視覚入力に大いに依存する従来のロボットシステムとは大きく異なる特徴です。
将来は、3Dプリントが革新的かつコスト効果の高いロボットシステムの開発において重要な役割を果たすと予想されます。UCSDのチームの取り組みは、3Dプリントがロボット工学の分野を革新する可能性を証明しています。
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