麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)的研究人員創建了一個軟性氣動執行器和一個可擴展的管道,稱為PneuAct,用于計算設計和數字制造執行器。
軟性氣動執行器可以提供高響應率和功率輸入比,但創建它們可能很乏味。執行器需要手動設計和制造管道,這意味著研究人員必須經歷許多試驗和錯誤循環,以了解他們的執行器是否有效。
CSAIL的過程涉及到一個機器編織過程,其中有一個用于感應的導電紗線。在制作致動器的紡織品之前,人類設計師可以指定針腳和傳感器的設計模式,對致動器的移動方式進行編程。該團隊可以在印刷前模擬致動器的運動。
麻省理工學院CSAIL博士生、關于這項研究的一篇新論文的主要作者Yiyue Luo說:"使用數字機器編織,這是當今紡織業非常普遍的制造方法,能夠一次性'打印'出設計,這使其更具可擴展性。軟性氣動執行器具有內在的順應性和靈活性,與智能材料相結合,已經成為許多機器人和輔助技術的支柱--而用我們的設計工具快速制造,有望增加便利性和普遍性。"
編織的織物片被固定在一個現成的橡膠硅膠管上。到目前為止,CSAIL的團隊已經用這種致動器創造了幾個原型,包括一個輔助手套、一只軟手、一個互動機器人和一個氣動行走的四足動物。
CSAIL的軟執行器已被制作成一些原型,包括輔助手套和四足動物。|來源:麻省理工學院CSAIL
CSAIL的原型可以感覺到它被人的手具體觸摸,并能對這種觸摸做出反應。這種觸覺使執行器在現實世界中有許多可能的應用。例如,該團隊的手套可以戴在人的手上,幫助補充肌肉運動。這最大限度地減少了做活動時需要的肌肉活動量。
這些驅動器甚至可以用來創建一個外骨骼,以幫助補充人體運動和恢復運動。CSAIL的團隊創造了一個套筒,使用致動器來幫助用戶彎曲他們的肘部或膝蓋。
該團隊在致動器中加入了許多不同種類的傳感,包括電阻式壓力傳感和電容式傳感。電阻式壓力傳感使致動器能夠在抓取物體時感覺到施加在物體上的力有多大,以及抓取是否成功。電容式傳感使致動器能夠獲得它所接觸的材料的信息。
在未來,研究小組計劃探索不同形狀的致動器,而不是受制于管狀致動器。他們還計劃擴展PneuAct,以納入一個任務驅動的、基于優化的設計。這樣,用戶可以選擇目標姿勢,然后可以自動合成縫合模式。
美國麻省理工學院(MIT)的Hyperloop II團隊由一組具有航空航天,機械,電氣和系統工程背景的多學科研究人員組成。
MIT四十名學生合作設計和制造了Hyperloop II,這是一種高速、無摩擦的車輛,旨在通過空氣懸浮技術來運載人員或貨物。Hyperloop與許多需要軌道或在真空管運行軌道列車不同,這款模型僅需要平坦的表面并能在氣墊上行駛。它不依賴昂貴的磁性系統為其懸浮提供動力,不需要高昂的真空環境。
Hyperloop II是2019年在SpaceX Hyperloop Pod競賽中唯一以其功能齊全的空氣懸浮吊艙而聞名。這是一項年度的超級環形高鐵車廂大賽大賽,SpaceX公司旨在鼓勵開發新的運輸方式。該團隊在去年比賽中排名第5,并獲得了創新獎。因為大火摧毀了原始原型后,三周后該團隊再次對其軌道車進行了大幅度修改。
美國MIT開發的AirLev是第一款電動高速無摩擦空氣懸浮軌道車,旨在通過其空氣懸浮技術來運載人員或貨物。該團隊在2019年的SpaceX-Hyperloop大賽上展示了升級版-Hyperloop II,該軌道車在20秒內,以0到200 mph(時速200英里/352公里)迅速提升。
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