Un robot imprimat 3D cu partea de sus în jos poate deveni funcțional imediat după ce este creat. Deși există numeroase utilizări potențiale pentru roboții moi, aceștia sunt, în general, construiți doar în serii mici, experimentale. O echipă de cercetători din Scoția vizează schimbarea acestei situații, dezvoltând un robot moale care poate fi fabricat în masă prin imprimare 3D dintr-o singură bucată, care, la final, părăsește autonom platforma de imprimare.
Aceasta nu este însă prima dată când este construit un robot moale imprimat dintr-o singură piesă. În martie, cercetători de la Universitatea din California, San Diego (SUA), au prezentat un robot hexapod (cu șase picioare) realizat printr-un proces continuu de imprimare 3D care a durat 58 de ore. Acest robot era propulsat nu de un motor, ci de aer comprimat, care activa picioarele în succesiune.
Noul robot imprimat 3D cu partea de sus în jos, având patru picioare, dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea din Edinburgh, operează pe același principiu pneumatic. Totuși, spre deosebire de modelul din San Diego, acesta necesită doar nouă ore pentru a fi imprimat și este realizat folosind o platformă open-source denumită Flex Printer, care costă aproximativ 500 de dolari și poate fi asamblată din componente ușor disponibile.
La fel ca precedentul său american, robotul scoțian este integrat complet din poliuretan termoplastic flexibil (TPU). Acest material este extrudat strat cu strat dintr-un filament încălzit până la punctul de topire, pentru a forma corpul robotului, conform New Atlas.
Un robot imprimat 3D cu partea de sus în jos abordează două probleme tehnice semnificative
TPU-ul moale este cunoscut pentru dificultățile sale în procesul de imprimare. Una dintre provocări este că materialul, fiind extrem de flexibil, se îndoaie sau se curbează ușor, exact ca atunci când încerci să „împingi o ață”. Cercetătorii au învins această problemă folosind un filament mai gros, de 2,85 mm (în loc de cel standard de 1,75 mm), ceea ce a făcut materialul de șapte ori mai rezistent la deformare.
A doua provocare este gravitația. TPU-ul topit tinde să cedeze sub propria greutate înainte de a se solidifica, ceea ce complică formarea corespunzătoare a straturilor, mai ales în structuri suspendate.
Soluția? Inversarea totală a procesului de imprimare.
În loc ca materialul să fie aplicat de sus în jos, capul de imprimare al Flex Printer împinge TPU-ul de jos în sus, pe o platformă suspendată. Astfel, gravitația ajută, comprimând straturile unele peste altele și favorizând fuziunea. La final, platforma este întoarsă și robotul iese complet format, cu partea de sus în sus.
Cum se pune în mișcare?
După imprimare, robotul este conectat la un oscilator pneumatic, care trimite un curent de aer pulsatoriu (2,25 bar) prin canalele interne ale corpului său. Acest curent activează în succesiune, pentru fiecare picior, doi actuatori ligamentari pentru mișcarea laterală și un actuator care ridică piciorul de la sol. Deși prototipul este deocamdată doar demonstrativ, cercetătorii speră ca această tehnologie open-source să promoveze dezvoltarea roboților moi pentru aplicații precum explorarea spațială, medicina sau misiuni de căutare și salvare.
„Cu noua noastră platformă, oricine poate acum imprima lucruri care până acum păreau imposibile. Fără obstacolele tradiționale de producție și design, credem că roboții moi au finalmente ocazia să aibă un impact real în lume”, afirmă inginerul Maks Gepner, coordonator al studiului împreună cu profesorul Adam A. Stokes.
Cercetarea a fost recent publicată în revista Device.
