Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024

Researchers build flexible, soft robotic actuators

0

Learn how low-cost soft actuators enabled researchers to build a worm-like crawling robot.

The post Researchers build flexible, soft robotic actuators appeared first on The Robot Report.

Northwestern University engineers have developed a new soft, flexible device that makes robots move by expanding and contracting — just like a human muscle.

To demonstrate their new device, called an actuator, the researchers used it to create a cylindrical, worm-like soft robot and an artificial bicep. In experiments, the cylindrical soft robot navigated the tight, hairpin curves of a narrow pipe-like environment, and the bicep was able to lift a 500-gram weight 5,000 times in a row without failing.

Because the researchers 3D-printed the body of the soft actuator using a common rubber, the resulting robots cost about $3 in materials, excluding the small motor that drives the actuator’s shape change. That sharply contrasts typical stiff, rigid actuators used in robotics, which often cost hundreds to thousands of dollars.

The new actuator could be used to develop inexpensive, soft, flexible robots, which are safer and more practical for real-world applications, researchers said.

“Roboticists have been motivated by a long-standing goal to make robots safer,” said Northwestern’s Ryan Truby, who led the study. “If a soft robot hit a person, it would not hurt nearly as much as getting hit with a rigid, hard robot. Our actuator could be used in robots that are more practical for human-centric environments. And, because they are inexpensive, we potentially could use more of them in ways that, historically, have been too cost prohibitive.”

Truby is the June and Donald Brewer Junior Professor of Materials Science and Engineering and Mechanical Engineering at Northwestern’s McCormick School of Engineering, where he directs The Robotic Matter Lab. Taekyoung Kim, a postdoctoral scholar in Truby’s lab and first author on the paper, led the research. Pranav Kaarthik, a Ph.D. candidate in mechanical engineering, also contributed to the work.

Robots that ‘behave and move like living organisms’

While rigid actuators have long been the cornerstone of robot design, their limited flexibility, adaptability and safety have driven roboticists to explore soft actuators as an alternative. To design soft actuators, Truby and his team take inspiration from human muscles, which contract and stiffen simultaneously.

“How do you make materials that can move like a muscle?” Truby asked. “If we can do that, then we can make robots that behave and move like living organisms.”

To develop the new actuator, the team 3D-printed cylindrical structures called “handed shearing auxetics” (HSAs) out of rubber. Difficult to fabricate, HSAs embody a complex structure that enables unique movements and properties. For example, when twisted, HSAs extend and expand. Although Truby and Kaarthik 3D-printed similar HSA structures for robots in the past, they were bound to using expensive printers and rigid plastic resins. As a result, their previous HSAs could not bend or deform easily.

“For this to work, we needed to find a way to make HSAs softer and more durable,” said Kim. “We figured out how to fabricate soft but robust HSAs from rubber using a cheaper and more easily available desktop 3D printer.”


SITE AD for the 2024 RoboBusiness registration now open.
Register now.


Kim printed the HSAs from thermoplastic polyurethane, a common rubber often used in cellphone cases. While this made the HSAs much softer and more flexible, one challenge remained: how to twist the HSAs to get them to extend and expand.

Previous versions of HSA soft actuators used common servo motors to twist the materials into extended and expanded states. But the researchers only achieved successful actuation after assembling two or four HSAs — each with its own motor —together. Building soft actuators in this way presented fabrication and operational challenges. It also reduced the softness of the HSA actuators.

To build an improved soft actuator, the researchers aimed to design a single HSA driven by one servo motor. But first, the team needed to find a way to make a single motor twist a single HSA.

a snake-like robot crawling through a pipe.

To demo the new actuator, researchers used it to create a worm-robot that could navigate tight spaces. | Credit: Northwestern University

Simplifying ‘the entire pipeline’

To solve this problem, Kim added a soft, extendable, rubber bellows to the structure that performed like a deformable, rotating shaft. As the motor provided torque — an action that causes an object to rotate — the actuator extended. Simply turning the motor in one direction or the other drives the actuator to extend or contract.

“Essentially, Taekyoung engineered two rubber parts to create muscle-like movements with the turn of a motor,” Truby said. “While the field has made soft actuators in more cumbersome ways, Taekyoung greatly simplified the entire pipeline with 3D printing. Now, we have a practical soft actuator that any roboticist can use and make.”

The bellows added enough support for Kim to build a crawling soft robot from a single actuator that moved on its own. The pushing and pulling motions of the actuator propelled the robot forward through a winding, constrained environment simulating a pipe.

“Our robot can make this extension motion using a single structure,” Kim said. “That makes our actuator more useful because it can be universally integrated into all types of robotic systems.”

The missing piece: muscle stiffening

The resulting worm-like robot was compact (measuring just 26 centimeters in length) and crawled — both backward and forward — at a speed of just over 32 centimeters per minute. Truby noted that both the robot and artificial bicep become stiffer when the actuator is fully extended. This was yet another property that previous soft robots were unable to achieve.

“Like a muscle, these soft actuators actually stiffen,” Truby said. “If you have ever twisted the lid off a jar, for example, you know your muscles tighten and get stiffer to transmit force. That’s how your muscles help your body do work. This has been an overlooked feature in soft robotics. Many soft actuators get softer when in use, but our flexible actuators get stiffer as they operate.”

Truby and Kim say their new actuator provides yet another step toward more bio-inspired robots.

“Robots that can move like living organisms are going to enable us to think about robots performing tasks that conventional robots can’t do,” Truby said.

Editor’s Note: This article was republished from Northwestern University.

The post Researchers build flexible, soft robotic actuators appeared first on The Robot Report.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM

«Ингосстрах» и «Будь Здоров» рассказали о профилактике заболеваний глаз

Команда СЛД «Узловая» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» заняла 2 место в соревнованиях по рыбной ловле

Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн


Работники сервисного локомотивного депо «Печора» филиала «Северный» компании «ЛокоТех-Сервис» - трудовая династия Лебеденко-Кабыш –- стали героями фотопроекта «Семейные истории»

Яркие бренды бельевой моды на выставке dreams by CPM

Бренд I.B.W. представил круизную коллекцию

Началось: крупнейшие лоукостеры стали сокращать норму бесплатного провоза багажа, скоро "ценный" опыт переймут российские авиакомпании


BRICS House will open in Russia on August 28, 2024. It will become the central platform for business and humanitarian cooperation with t BRICS House opens in Russia

Optimize Your Ride with Tintex: Expert Services for Every Car Enthusiast

BRICS House opens in Russia

Faculty of Diplomacy The Eurasian International University is conducting an additional recruitment of applicants for another program - "International Economic Relations"!


BIA Technologies наградила победителей международного конкурса математических докладов Best Paper Award

ALMI Partner и «ГИГАНТ» подтвердили совместимость продуктов

Песчаные дюны Забайкалья...

Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн


Мафия-НН: Большой город всегда долго собирается.

Инструкция по ускорению работы YouTube для Android, iOS, PC и Android TV

Fans of MOBAs and extraction shooters should sign up for Seekers of Skyveil's playtest on Steam and prepare for its closed beta next month

Arkane founder Raphael Colantonio will reveal more about his next game in a few days, says fans of Dishonored and Prey 'will be happy'



Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн

Валютные ставки — в рост. «Выберу.ру» подготовил рейтинг лучших долларовых вкладов за июль 2024 года

Мари Краймбрери, Звонкий, DAASHA выступят на марафоне «Авторадио»

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM




Боец ММА Исмаилов попал под дело за унижение человеческого достоинства

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM

Глава гребли России высказал личную неприязнь к участнике ОИ Ромасенко

Команда СЛД «Узловая» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» заняла 2 место в соревнованиях по рыбной ловле


РФ и КНР запустили туристический поезд "Чанлюйхао"

Итоги работы по содержанию территорий с 5 по 9 августа подвели в Подмосковье

Большой Будда на Пхукете: Путешествие к символу острова

Убыток "Почты России" по РСБУ за первые 6 месяцев 2024 г. вырос на 30%


Карен Хачанов проиграл итальянцу Арнальди во втором круге «Мастерса» в Монреале

Теннисист Рублев заявил, что пропустил Олимпиаду, так как не был готов морально

Самсонова вышла в 1/8 финала турнира WTA в Торонто

Зверев: в Токио организация Олимпиады была намного лучше, чем в Париже


Тысячи мастер-классов пройдут в «Музеоне» на «Территории будущего. Москва 2030»

EGS, как это понимать? Файтинг DNF Duel раздают бесплатно, но не в России — в российском Steam игра продается

В Москве началась подготовка общественных наблюдателей к выборам в Мосгордуму

Убыток "Почты России" по РСБУ за первые 6 месяцев 2024 г. вырос на 30%


Музыкальные новости

Музыкальный фестиваль «Денис Мацуев представляет: Диалог поколений» пройдет в Пскове

Игорь Бутман о «Jazzовых сезонах», перспективах джаза в России и разнообразии жанров

Ura.ru: активисты добились отмены концерта Глеба Самойлова в Екатеринбурге

Концерт Эдуарда Хиля – младшего посвященный 90-летию со Дня рождения народного артиста РСФСР Эдуарда Анатольевича Хиля



Валютные ставки — в рост. «Выберу.ру» подготовил рейтинг лучших долларовых вкладов за июль 2024 года

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM

Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн

«Сады и люди»: что можно увидеть рассказывает Радио Romantika


Мастер яркого слова: Алексею Пушкову - 70

YouTube, мы уходим! Артисты объявляют войну системе!

Релиз трека. Релиз новой песни. Релиз сингла. Релиз Музыкального альбома.

«Я с вами!» — Дима Билан поддержал жителей Курской области


В Москве 87-летнего пенсионера побили и скрутили прямо в автобусе за фразу о ЧВК "Вагнер"

В Оренбуржье полицейские помогли водителю съехавшего в кювет грузового автомобиля

Крупное ДТП парализовало движение на Кутузовском проспекте в Москве

Двух девушек увезли на скорой после ДТП с переворотом на М-5


Заместитель управляющего ОСФР по г. Москве и Московской области Алексей Путин об индексации работающим пенсионерам

Собянин заявил о готовности Москвы помогать Курской области столько, сколько потребуется

Эксперт объяснил, зачем в России ввели ограничение на оформление нескольких сим-карт

Главы муниципалитетов Дальнего Востока встретились с министром сельского хозяйства России


На популярный китайский курорт вновь открыты полеты с Дальнего Востока




Перспективы совершенствования оказания медицинской помощи в АЗРФ обсудили на форуме «Арктика — Регионы»

Во Внукове усилен контроль из-за энтеровирусной инфекции

«Должно насторожить»: какие признаки указывают на низкий иммунитет

Обман мозга: почему завтрак так важен для физического и психического здоровья


Вторжение в Курскую область - «атака последней надежды» Зеленского: как Киев пытается пустить пыль в глаза своим спонсорам

Ермак заявил, что Киев не видит смысла в мирных переговорах с Россией

Захарова заявила, что Киев продолжает наращивать террористическую активность


Фестиваль «Лето в Москве» приобщил к падел-теннису порядка 10 тыс горожан

Тренер Петржела считает "Динамо" главным конкурентом "Зенита" в РПЛ

Тренер Ташуев: "Ахмату" некуда отступать, "Спартаку" с ним будет непросто

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM


Лукашенко высказался о «могучих автомобилях» Минского автозавода

Лукашенко: Минск заявил Киеву, что любые провокации не останутся без ответа

"Есть чем ответить": Лукашенко призвал белорусов не переживать из-за возможной войны

Лукашенко сообщил Шанмугаратнаму о желании сотрудничать с его страной



Собянин провел технический пуск станции «Потапово» Сокольнической линии метро

Сергей Собянин открыл участок магистрали Солнцево-Бутово-Варшавское шоссе

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: сделаем все возможное, чтобы поддержать жителей Курской области


«Москвич» выбрал отечественного поставщика стекол на конвейер

Львенка забрали у владельца, который гулял с ним в центре столицы

Планы на выходные 10 – 11 августа: сибирские ужины и фестиваль цветов

Мужчина нашёл 1,5-месячного львёнка около кафе в центре Москвы


В Москве началась подготовка общественных наблюдателей к выборам в Мосгордуму

Тысячи мастер-классов пройдут в «Музеоне» на «Территории будущего. Москва 2030»

Врач Павлюк назвала продукт, избыток которого ведет к накоплению холестерина

Альпинист сорвался с горы во время восхождения и погиб в Италии


Волонтеры из Реутова поучаствовали в субботнике в заповеднике Архангельское

Александр Цыбульский: "Наша задача - создать конкурентную экономику будущего"

Архангельская область планирует присоединиться к дальневосточному проекту трансформации госслужбы

Перспективы совершенствования оказания медицинской помощи в АЗРФ обсудили на форуме «Арктика — Регионы»


Ярмарка специальностей "Мир профессий и твое место в нем"

Акция-приглашение к чтению «Будь на волне – читай!»

«Жизнь. Творчество. Судьба» к 130-летию со дня рождения писателя, драматурга, переводчика М. М. Зощенко

В Крыму задержали завотдела одной из симферопольских больниц за взятку


Убыток "Почты России" по РСБУ за первые 6 месяцев 2024 г. вырос на 30%

Итоги работы по содержанию территорий с 5 по 9 августа подвели в Подмосковье

Тысячи мастер-классов пройдут в «Музеоне» на «Территории будущего. Москва 2030»

Пирамиды Гизы: Экскурсия в сердце древнего Египта












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Александр Зверев

Зверев: в Токио организация Олимпиады была намного лучше, чем в Париже






Врач Павлюк назвала продукт, избыток которого ведет к накоплению холестерина

РФ и КНР запустили туристический поезд "Чанлюйхао"

В Москве началась подготовка общественных наблюдателей к выборам в Мосгордуму

Убыток "Почты России" по РСБУ за первые 6 месяцев 2024 г. вырос на 30%