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2021未来のデザインコンテストを作成する：製造/ロボット工学/自動化カテゴリの勝者—電子機器を使用しないソフトウォーキングロボット

カリフォルニア大学サンディエゴ校のディランドロットマン大学

HPワークステーションの勝者

この4本足のソフトロボットは、動作するために電子機器を必要としません。制御や移動システムを含むすべての機能のために、常に加圧空気を供給するだけです。アプリケーションには、MRI装置や坑道など、電子機器が機能できない環境で動作できるロボットが含まれます。ソフトロボットは、環境に簡単に適応し、人間の近くで安全に動作するため、特に興味深いものです。

ほとんどのソフトロボットは、加圧空気を動力源とし、電子回路によって制御されます。ただし、このアプローチでは、回路基板、バルブ、ポンプなどの複雑なコンポーネントが必要であり、多くの場合、ロボットの体の外側にあります。対照的に、新しいロボットは、ロボット自体に搭載されたチューブとソフトバルブで構成された、軽量で低コストの空気圧回路システムによって制御されます。ロボットは、コマンドに従って、または環境から感知した信号に応答して歩くことができます。

ロボットの計算能力は、脳ではなく脊椎からの神経反応によって駆動される哺乳類の反射神経を大まかに模倣しています。これらの反射神経を模倣するために、発振器のグループとして機能するバルブのシステムが作成され、加圧された空気がロボットの4本の手足の空気動力の筋肉に入る順序を制御します。コンポーネントは、ロボットの脚への空気の注入を遅らせることにより、ロボットの歩行を調整します。

ロボットには、単純な機械的センサーも装備されています。ロボットの本体から突き出たブームの端に配置された液体で満たされた小さな柔らかい泡です。気泡が押し下げられると、流体がロボットのバルブを反転させ、ロボットの方向を逆にします。ロボットにはインバーターとして機能する3つのバルブが装備されており、各インバーターで遅延が発生し、高圧状態が空圧回路の周囲に広がります。

ロボットの4つの脚のそれぞれには、3つの筋肉を動力源とする3つの自由度があります。脚は45度で下向きに角度が付けられ、ベローズを備えた3つの平行な接続された空気圧円筒形チャンバーで構成されています。チャンバーが加圧されると、手足は反対方向に曲がります。その結果、各手足の3つのチャンバーは、歩行に必要な多軸曲げを提供します。

将来的には、ロボットは自然の地形や凹凸のある表面を歩くように改良され、さまざまな障害物を乗り越えることができるようになります。これには、より高度なセンサーネットワークが必要になり、その結果、より複雑な空気圧システムが必要になります。

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研究者のDylanDrotmanとのWeb限定インタビューを読んでください。

佳作

アーマチュアプロジェクト

南台科技大学、台湾

AIアーマチュアと呼ばれる義手は、スマートグラスを介して人工知能とコンピュータービジョンを使用します。ジェスチャー制御システムは、上肢切断者が義手を作動させるために必要な労力を軽減します。

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コズミックスケール

AlexandreJunqueiraとErickMascagniFerdinando、Konker Labs、サンパウロ、ブラジル

Cosmic Sc​​aleは、宇宙ミューオンの減衰データを使用して、大きな構造物に関する連続的な3D情報を生成します。ミューオンは地球上のどこでも自由に利用できるので、これは事実上どこでも行うことができます。

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Mo車椅子の組み合わせ

Vasilatos Ianis、オラデア、ルーマニア

Mo車椅子は、物理的環境や椅子を使用している人に過度のストレスを与えることなく、濡れた、泥だらけの、または粗い表面に椅子を乗せる能力を高める軽量のソリューションです。分解したり、輸送するのに十分小さいサイズにすばやく折りたたむことができます。

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無溶剤シリコーンリリースSLY-OFF™SL184コーティング

Na Li、Zhenbin Niu、Pierre Chevalier、Thomas Davidian、Alex Knott、Nathalie Gerard、Alexandros Manikis、Alberto Petrosino、Brennan Macmillan、Celine Vlemincq、Xiaoyun Chen、Dow Chemical Co.、ミシガン州ミッドランド

これは、ミストの発生が高速放出コーティングおよびラベリング用途の工業用ミストレベルのしきい値の28分の1である、ミスト防止添加剤およびコーティング配合です。

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