2021 Create Future Design Contest:제조/로봇/자동화 부문 우승자 — 전자 제품이 필요 없는 부드러운 보행 로봇

Dylan Drotman University of California, San Diego

HP 워크스테이션 우승자

다리가 4개인 이 소프트 로봇은 작동하는 데 전자 장치가 필요하지 않으며 제어 및 이동 시스템을 포함한 모든 기능을 위한 일정한 압력 공기 공급원만 있으면 됩니다. 응용 분야에는 MRI 기계 또는 광산 샤프트와 같이 전자 장치가 작동할 수 없는 환경에서 작동할 수 있는 로봇이 포함됩니다. 소프트 로봇은 환경에 쉽게 적응하고 인간 근처에서 안전하게 작동하기 때문에 특히 관심이 많습니다.

대부분의 소프트 로봇은 압축 공기로 구동되며 전자 회로로 제어됩니다. 그러나 이 접근 방식에는 종종 로봇 본체 외부에 있는 회로 기판, 밸브 및 펌프와 같은 복잡한 구성 요소가 필요합니다. 대조적으로, 새로운 로봇은 로봇 자체에 내장된 튜브와 소프트 밸브로 구성된 가볍고 저렴한 공압 회로 시스템으로 제어됩니다. 로봇은 명령에 따라 걸을 수도 있고 환경에서 감지하는 신호에 따라 걸을 수도 있습니다.

로봇의 계산 능력은 뇌가 아닌 척추의 신경 반응에 의해 구동되는 포유동물의 반사를 대략 모방합니다. 이러한 반사 작용을 모방하기 위해 한 그룹의 진동자 역할을 하는 밸브 시스템이 만들어졌으며, 가압된 공기가 로봇의 네 다리에 있는 공기 동력 근육으로 들어가는 순서를 제어합니다. 구성 요소는 로봇 다리에 공기 주입을 지연시켜 로봇의 보행을 조정합니다.

로봇에는 간단한 기계식 센서도 장착되어 있습니다. 로봇 몸체에서 튀어나온 붐 끝에 액체로 채워진 작은 부드러운 기포가 있습니다. 기포가 눌리면 유체가 로봇의 밸브를 뒤집어 방향을 반대로 만듭니다. 로봇에는 인버터 역할을 하는 3개의 밸브가 장착되어 있어 고압 상태가 각 인버터에서 지연되면서 공기 구동 회로 주위에 퍼지도록 합니다.

로봇의 4개 다리는 각각 3개의 근육으로 구동되는 3개의 자유도를 가지고 있습니다. 다리는 45도 아래로 기울어져 있으며 벨로우즈가 있는 세 개의 평행하고 연결된 공압 원통형 챔버로 구성되어 있습니다. 챔버에 압력이 가해지면 팔다리가 반대 방향으로 구부러집니다. 그 결과 각 다리의 3개의 챔버는 보행에 필요한 다축 굽힘을 제공합니다.

미래에는 로봇이 자연 지형과 고르지 않은 표면을 걷도록 개선되어 다양한 장애물을 탐색할 수 있게 될 것입니다. 이를 위해서는 보다 정교한 센서 네트워크가 필요하며 결과적으로 보다 복잡한 공압 시스템이 필요합니다.

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연구원 Dylan Drotman과의 웹 독점 인터뷰 읽기

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명예

아마추어 프로젝트

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AI Armature라는 의수는 스마트 안경을 통해 인공 지능과 컴퓨터 비전을 사용합니다. 제스처 제어 시스템은 상지 절단 환자가 의수를 작동시키는 데 필요한 노력을 줄여줍니다.

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우주 규모

Alexandre Junqueira 및 Erick Mascagni Ferdinando, Konker Labs, 브라질 상파울루

Cosmic Scale은 우주 뮤온 감쇠 데이터를 사용하여 큰 구조물에 대한 연속적인 3D 정보를 생성합니다. 뮤온은 지구상의 모든 곳에서 자유롭게 사용할 수 있으므로 사실상 어디서나 수행할 수 있습니다.

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모 휠체어 조합

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무용매 실리콘 이형 SLY-OFF™ SL 184 코팅

Na Li, Zhenbin Niu, Pierre Chevalier, Thomas Davidian, Alex Knott, Nathalie Gerard, Alexandros Manikis, Alberto Petrosino, Brennan Macmillan, Celine Vlemincq 및 Xiaoyun Chen, Dow Chemical Co., Midland, MI

이것은 고속 이형 코팅 및 라벨링 적용을 위한 산업용 미스트 수준 임계값보다 28배 더 낮은 미스트 생성을 갖는 미스트 방지 첨가제 및 코팅 제형입니다.

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올해의 나머지 수상자 보기:

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• 자동차/운송
• 소비자 제품 디자인
• 전자공학/센서/IOT
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