Όταν σκεφτόμαστε τα ρομπότ, σκεφτόμαστε πολύπλοκες ηλεκτρονικές συσκευές.

Είμαστε προετοιμασμένοι να θεωρούμε τα ρομπότ ως εξελιγμένα μηχανήματα που ελέγχονται από περίπλοκο προγραμματισμό και τροφοδοτούνται από προηγμένα ηλεκτρονικά. Αλλά μια ομάδα ερευνητών στο UC San Diego ανέτρεψε αυτή την ιδέα!

Η ομάδα έχει αναπτύξει ένα πρωτοποριακό ρομπότ που μπορεί να περπατήσει χωρίς να χρειάζεται ηλεκτρονικά ή πολύπλοκη συναρμολόγηση.

Με μία μόνο συνεχή κίνηση πεπιεσμένου αέρα και ένα μόνο τρισδιάστατο εκτυπωμένο υλικό, αυτά τα ρομπότ μπορούν να βγουν αμέσως από τον εκτυπωτή.

Στόχος της ομάδας ήταν να δημιουργήσει ρομπότ που περπατάνε χρησιμοποιώντας μόνο την πιο προσιτή τεχνολογία: έναν επιτραπέζιο 3D εκτυπωτή και τυπικό υλικό εκτύπωσης.

Αυτό όχι μόνο κάνει τα ρομπότ προσιτά, με κόστος κατασκευής περίπου 20 $, αλλά τα καθιστά επίσης στιβαρά και ευέλικτα. Αυτά τα μαλακά ρομπότ είναι κατασκευασμένα χωρίς παραδοσιακά άκαμπτα εξαρτήματα.

Αντίθετα, κατασκευάζονται από εύκαμπτα, τρισδιάστατα εκτυπωμένα νήματα σχεδιασμένα να λειτουργούν ως τεχνητοί μύες και συστήματα ελέγχου όλα σε ένα.

Με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικό μελετητή Yichen Zhai στο εργαστήριο του Tolley, οι ερευνητές αντιμετώπισαν την πρόκληση να σχεδιάσουν ένα ρομπότ που θα μπορούσε να κινείται χρησιμοποιώντας μόνο μαλακές δομές.

«Έχουμε κάνει ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός με ένα ρομπότ που περπατά εντελώς μόνο του», είπε ο Zhai.

Πώς λειτουργεί;
Για να κάνει το ρομπότ να κινηθεί, η ομάδα δημιούργησε ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα, το οποίο ελέγχει την κίνηση των μαλακών δομών.

Το σύστημα λειτουργεί σαν ατμομηχανή, παρέχοντας πίεση αέρα σε προσεκτικά χρονομετρημένες ακολουθίες.

Αυτό επιτρέπει σε δύο σετ με τρία πόδια να κινούνται εναλλάξ, δημιουργώντας μια κίνηση περπατήματος. Τα έξι πόδια του ρομπότ έχουν τέσσερις βαθμούς ελευθερίας, επιτρέποντάς τους να κινούνται πάνω και κάτω καθώς και προς τα εμπρός και προς τα πίσω, βοηθώντας το ρομπότ να περπατά σε ευθεία γραμμή.

Μόλις συνδεθούν σε μια σταθερή παροχή πεπιεσμένου αερίου, αυτά τα ρομπότ μπορούν να λειτουργούν συνεχώς.

Οι εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι μπορούσαν να συνεχίσουν να προχωρούν για έως και τρεις ημέρες χωρίς διακοπή.

Ήταν ακόμη σε θέση να πλοηγηθεί σε διάφορα εδάφη, όπως χλοοτάπητα, άμμο και υποβρύχια περιβάλλοντα.

Μελλοντικές δυνατότητες
Επειδή τα ρομπότ δεν βασίζονται στα ηλεκτρονικά, μπορούν να λειτουργήσουν σε ακραίες συνθήκες όπου οι παραδοσιακές μηχανές θα αποτύγχαναν – όπως περιοχές με υψηλή ακτινοβολία, ζώνες καταστροφής ή ακόμα και το διάστημα.

«Αυτά τα ρομπότ δεν κατασκευάζονται με κανένα από τα παραδοσιακά, άκαμπτα εξαρτήματα που χρησιμοποιούν συνήθως οι ερευνητές», εξήγησε ο Tolley.

Η ομάδα, με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικό μελετητή Yichen Zhai, είχε προηγουμένως προσαρμόσει αυτήν την τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης για να κατασκευάσει μια λαβή χωρίς ηλεκτρονικά – και τώρα, το έχουν προχωρήσει περαιτέρω.

Κοιτάζοντας το μέλλον, η ερευνητική ομάδα διερευνά τρόπους αποθήκευσης πεπιεσμένου αέρα μέσα στα ρομπότ, καθιστώντας τα εντελώς αυτόνομα.

Σε συνεργασία με την BASF μέσω της Καλιφόρνιας Ερευνητικής Συμμαχίας (CARA), η ομάδα δοκίμασε διαφορετικά μαλακά υλικά για τρισδιάστατη εκτύπωση.
Ενώ ορισμένα υλικά υψηλής ποιότητας δεν είναι ακόμη διαθέσιμα στο εμπόριο, οι ερευνητές κατασκεύασαν με επιτυχία αυτά τα ρομπότ χρησιμοποιώντας τυπικά, οικονομικά υλικά.

Η δουλειά τους παρουσιάστηκε στο περιοδικό Advanced Intelligent Systems .

圧縮ガスのカートリッジを動力源とする6脚ロボット
電子機器が機能しない環境(放射線が強い場所、災害地、宇宙)でも使用できるhttps://t.co/lHNJ2j1GRo#SoftRobot #LeggedRobot #3Dprinted #ArtificialMuscle #AirPower #ElectronicsFree #UCSanDiego pic.twitter.com/M2Zk7VCalh

— T.Yamazaki (@ZappyZappy7) March 29, 2025

photo: ΑΠΕ-ΜΠΕ – EPA-EPA