Bidh a’ mhòr-chuid de innealan-fuadain a’ faighinn grèim agus mothachadh tactile tro dhòighean motair, a dh’ fhaodadh a bhith ro throm agus cruaidh. Tha buidheann aig Oilthigh Cornell air dòigh a dhealbhadh airson inneal-fuadain bog a bhith a’ faireachdainn na tha timcheall air air an taobh a-staigh, san aon dòigh sa bhios daoine.
Buidheann air a stiùireadh le Raibeart Shepherd, àrd-ollamh cuideachaidh ann an innleadaireachd meacanaigeach agus aerospace agus prìomh neach-sgrùdaidh aig Obair-lann robotics organach, air pàipear fhoillseachadh a tha a’ toirt cunntas air mar a bhios tonnan-tonn sùbailte so-sìnte ag obair mar luchd-mothachaidh curvature, leudachadh agus feachd ann an làmh robotach bog.
Tha an oileanach dotaireil Huichan Zhao na phrìomh ùghdar air “Làmh bog prosthetic air a thoirt a-steach gu optoelectronically tro stiùiridhean tonn sùbailte sùbailte,” a tha a’ nochdadh anns a’ chiad deasachadh de Science Robotics. Dh'fhoillsich am pàipear air 6 Dùbhlachd; Cuideachd a' cur ris bha na h-oileanaich dhotaireil Kevin O'Brien agus Shuo Li, le chèile ann an obair-lann Shepherd.
“Tha mothachairean aig a’ mhòr-chuid de innealan-fuadain an-diugh air taobh a-muigh a ’chuirp a lorgas rudan bhon uachdar," thuirt Zhao. “Tha na mothachairean againn air am filleadh a-steach don bhodhaig, gus an lorg iad gu dearbh feachdan a bhith air an tar-chuir tro thiugh an inneal-fuadain, gu math mar a nì sinn fhèin agus gach fàs-bheairt nuair a tha sinn a’ faireachdainn pian, mar eisimpleir. ”
Thathas air a bhith a’ cleachdadh tonnan optigeach bho thràth anns na 1970n airson grunn ghnìomhan mothachaidh, a’ gabhail a-steach tactile, suidheachadh agus fuaimneach. B’ e pròiseas toinnte a bh’ ann an saothrachadh an toiseach, ach tha teachd a-steach thar an 20 bliadhna mu dheireadh de lithography bog agus clò-bhualadh 3-D air leantainn gu leasachadh mothachairean elastomeric a tha furasta an dèanamh agus an toirt a-steach do thagradh robotach bog.
Chleachd buidheann Shepherd pròiseas lithography bog ceithir-cheum gus an cridhe a thoirt gu buil (tro am bi solas a’ sgaoileadh), agus an còmhdach (uachdar a-muigh an stiùireadh tonn), anns a bheil cuideachd an LED (diod-sgaoilidh solais) agus an photodiode.
Mar as motha a bhios an làmh prosthetic a’ deformachadh, is ann as motha de sholas a thèid a chall tron chridhe. Is e an call caochlaideach sin de sholas, mar a chaidh a lorg leis an photodiode, a leigeas leis a’ bhriosgaid “mothachadh” a dhèanamh air na tha timcheall air.
“Mura biodh solas air a chall nuair a lùbadh sinn am prosthesis, chan fhaigheadh sinn fiosrachadh sam bith mu staid an sensor," thuirt Shepherd. “Tha an ìre de chall an urra ri mar a thèid a chromadh.”
Chleachd a’ bhuidheann am prosthesis optoelectronic aca gus diofar ghnìomhan a dhèanamh, a’ gabhail a-steach greimeachadh agus sgrùdadh airson cumadh agus inneach. Gu sònraichte, bha an làmh comasach air trì tomataichean a sganadh agus faighinn a-mach, le bogachd, cò am fear a bu aibidh.
Thuirt Zhao gu bheil iomadh feum comasach aig an teicneòlas seo a bharrachd air prostheses, a’ toirt a-steach innealan-fuadain bith-bhrosnaichte, a tha Shepherd air sgrùdadh còmhla ri Mason Peic, àrd-ollamh co-cheangailte ann an innleadaireachd meacanaigeach agus aerospace, airson a chleachdadh ann an rannsachadh fànais.
“Chan eil fios air ais mothachail aig a’ phròiseact sin, ”thuirt Shepherd, a’ toirt iomradh air a ’cho-obrachadh le Peck,“ ach nam biodh mothachairean againn, b ’urrainn dhuinn sùil a chumail ann an àm fìor air an atharrachadh cumadh aig àm losgadh [tro electrolysis uisge] agus sreathan gnìomhachaidh nas fheàrr a leasachadh airson a dhèanamh. bidh e a’ gluasad nas luaithe.”
Bidh obair san àm ri teachd air tonnan optigeach ann an robotics bog a’ cuimseachadh air comasan mothachaidh nas motha, gu ìre le bhith a’ clò-bhualadh 3-D cumaidhean mothachaidh nas iom-fhillte, agus le bhith a’ toirt a-steach ionnsachadh innealan mar dhòigh air comharran a dhì-cheangal bho àireamh nas motha de luchd-mothachaidh. “An-dràsta,” thuirt Cìobair, “tha e doirbh faighinn a-mach cò às a tha suathadh a’ tighinn.”
Fhuair an obair seo taic bho thabhartas bho Oifis Rannsachadh Saidheansail Feachd an Adhair, agus rinn i feum den Goireas Saidheans agus Teicneòlas Cornell NanoScale agus a ' Ionad Cornell airson Rannsachadh Stuthan, a tha le chèile a’ faighinn taic bhon National Science Foundation.
- Tom Fleischman, Oilthigh Cornell