רובוטיות רכות מייצגות שינוי פרדיגמטי, עדיפות לציות ולהתאמה על הדיוק הנוקשות של הרובוטים התעשייתיים המסורתיים. על ידי בניית רובוטים מחומרים המחקים את הגמישות והחוסן של הרקמות הביולוגיות, שדה זה מתייחס לאחד האתגרים הדוחקים ביותר בתעשיות הייצור והשירות המודרניים: המאפשר שיתוף פעולה בטוח, קרוב-כישור בין בני אדם למכונות.

המקרה של Soft Robotics בסביבה שיתופית

רובוטים תעשייתיים מסורתיים הם חזקים, מהירים ומדויקים – אבל הם גם מסוכנים מטבעם כאשר מחסומים מוסרים. המבנים הנוקשות שלהם ומבצעי סודיות גבוהה יכולים לגרום לפציעה חמורה בהתנגשות. רובוטים שיתופיים במשקל אור (cobots) הפחיתו חלק מהסיכון הזה באמצעות חיישנים מגבילים את בטיחותם ונקודות מבט עגולות, אך הם אינם יכולים לחסל לחלוטין את הסיכון כאשר הם פועלים במהירויות גבוהות יותר של רובוטים, כדי להפחית את ההשפעה הגופנית של כוח האדם, במקום זאת, במקום זאת, במקום זאת, כדי למנוע את יעילות, כדי למנוע את יעילותם של כוחות בקרה פיזית, אך ורק על מנת למנוע את יעילותם של כוחות בקרה, אך ורק על מנת למנוע את יעילותם של כוחות בקרה על מנת למנוע את יעילותם של כוח האדם, אך ורק על מנת למנוע את יעילותם של כוחות בקרה נמוכה יותר, אך ורק על מנת למנוע את יעילותם של כוחות בקרה נמוכה יותר, אך ורק על מנת למנוע את יעילותם של כוחות אלה, אך ורק על מנת למנוע שימושים, אך ורק על מנת למנוע שימושים, אך ורק על מנת למנוע שימושים, אך ורק על מנת למנוע את הנית.

מחקר שפורסם ב-FLT:0.Scienceische RoboticsFLT:1 הוכיח כי פועלים קלים יכולים להפחית את כוחות ההשפעה על ידי עד 80% בהשוואה לעמיתים קשיחים, תוך שמירה על כוח מספיק עבור משימות שימושיות.ציות זה מאפשר גם רובוטים לתפעל אובייקטים עדינים - החל מפירות לגפיים אנושיות - ללא נזק.

טכנולוגיות טכנולוגיות חדשניות Soft Robotics

תחום הרובוטיקה הרכות שואב התקדמות על פני חומרים מדע, הפעלה, חישה ושליטה.כל טכנולוגיה תורמת למטרה הכוללת של יצירת מכונות שיכולות לתקשר בבטחה והתאמה עם אנשים וסביבות בלתי צפויות.

מנגנונים גמישים: Pneumatics, hydroulics ו- Shape-Memory Alloys

בניגוד למנועים אלקטרומגנטיים מסורתיים, פועלים רכים מייצרים תנועה באמצעות עיוות מבוזר.הגישה הנפוצה ביותר משתמשת pneumatics: לחץ על ערוצים בתוך חומרים אלסטומריים גורם להם להיותנד, להרחיב או להחזיק מעמד. אלה "שרירים מלאכותיים מפושמעים" מציעים יחסים עתיריים של כוח-למשקל וציות טבעי.

חומרים חכמים ותפקודיים

מעבר ל- elastomers פשוטים, רובוטיקה רופפת מעסיקה יותר ויותר "חומרים חכמים" שמשנים תכונות בתגובה לגירויים חיצוניים.נוזלים מגנטואורגיים יכולים לעבור מנוזל ל- quasi-solid תחת שדה מגנטי, המאפשרים לנוקשות משתנה המשתנים שהופכת נוקשה כאשר יש צורך במשימות דיוק.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

בטיחות בשיתוף פעולה רובוטי אנושי תלויה במודעות בזמן אמת של כוחות מגע, קרבה ומיקום יחסי.מערכות רובוטיות רך להטביע חיישנים ישירות לתוך מבנים מתואמת: חיישניים רגישים או מתנגדים למדידה; סיבים Bragging מזהה זנים לאורך סיבים אופטיים; ו- e-skins להשתמש במערך של אלמנטים קוטיליים כדי להפיץ לחץ.

אסטרטגיות בקרה ל Compliance and Safety

שליטה של רובוטים רכים אינה טריוויאלית בשל התנהגות חומרית לא ליניארית ורמות אינסופיות של חופש. גישות המבוססות על מודל מבוסס מודל לעתים קרובות להסתמך על מודלים מסדרים מופחתים כגון הנחות הראווה קבועות. טכניקות מתקדמות יותר להשתמש בלמידה מכונה - במיוחד, חיזוק למידה ורשתות עצביות - כדי ללמוד ב kinematics הפוכה משליטה של חיישן.

יישום שיתוף פעולה אנושי-רובוט

הרובוטיקה הרכה עברה מעבר לריקויים מעבדה לפריסות מעשיות על פני מגזרים רבים.התתת הסעיפים הבאים מדגישה את תחומי המפתח שבהם רובוטים תואמים מאפשרים שיתוף פעולה בטוח ויעיל יותר עם בני אדם.

בריאות ושיקום

« רוכלים רובוטיים רכים ו אורתומים מציעים סיוע עדין, הסתגלות לחולים להתאושש משבץ או פציעה חוט השדרה. לדוגמה, כפפות רובוטיות רכות מחברות כמו FLT:0Bioservo TechnologiesFLT:1 להשתמש ⁇ iumatic או כבל מונעים על ידי נהגים כדי להגביר את כוח אחיזה ללא קשיחות של מכשירים מסורתיים אותולים.

ייצור ואסיפה

ב הרכב ובאלקטרוניקה הרכב, מאחזים רכים מאפשרים לרובוטים להתמודד עם רכיבים שבריריים - לוחות זכוכית, לוחות מעגלים, משטחים צבועים טריים - מבלי לקרוע אותם.קולנועים מצוידים בנשק רך יכולים לפעול בבטחה בתוך המרחב האישי של האדם, ידה על חלקים או סיוע עם משימות מתוחות יתר על המידה, BMW, למשל, נבדקו עוזרות רובוטיות רכות להתקנה דלת, שם פועל אנושי לתוך מקום כבד של מתחמיכות ולהפחית את פצעי מים ולהפחית את פצעי מים.

שירות אירוח Robotics

רובוטים המתקשרים ישירות עם הציבור - בבתי מלון, בשדות תעופה או מוזיאונים - חייבים להיות בטוחים באופן מהותי.רוב הרובוטים הארוכים מספקים את הציות הדרוש למשימות כגון הגשה על מפתח חדר או להנחות אדם לקוי מבחינה ויזואלית.המושג "הרובוט החברתי הרכה" יכול לחדור אל אבטיפוס כמו FLT:0MIT CSA שלפוחית השתן של שלפוחית השתן יכול לשפר את העיניים או להרגיש פחות טינה של אדם רך יותר.

לוגיסטיקה ומלחמה

מסחר אלקטרוני ולוגיסטיקה מבצעים יותר ויותר על רובוטים ניידים אוטונומיים (AMRs) ובחירת אוטומטי.רובוטיקה Soft משפרת את המערכות האלה על ידי כך שהם מאפשרים להם להתמודד עם SKUs מעורב ללא הפסקה מחדש. לוכדים רכים שתואמים לצורת אובייקטים יכולים לבחור כל דבר מקופסא של מסמרים לשק של תנוחת שתן שיתופית, זרוע רובוטית רך יכולה לפעול בבטחה לצד עובדים בחגורת אוורה, תוך כדי צמצום פריטים כבדים, תוך כדי צמצום עומסים על פני בטיחותיים.

אתגרים אימפולס אימוץ נרחב

למרות הבטחתו, הרובוטיקה הרכות מתמודדת עם כמה מכשולים משמעותיים שיש לטפל בהם לפני שהיא הופכת לכלי סטנדרטי באוטומציה שיתופית.

חיים בריאים ורוחות

חומרים רכים, במיוחד elastomers וג'לים, מתפתלים לאורך זמן באמצעות סגסוגת חוזרת של פעולה.מיקרו-קרקס מתפתח, המוביל לדלפה במערכות pneumatic או אובדן של גמישות בסגסוגת בצורת-זיכרון. חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים בודקים פולימרים וסיבים עצמיים כדי להרחיב את תוחלת החיים, אבל רכיבים רובוטיים רכים אלה לעתים קרובות זקוקים להחלפה לאחר אלפי מחזורים, בעוד רובוטים נוקשים יכולים לפעול לשיפור חומר חזק ללא עדיפויות.

אחריות וחזרה

תאימות מתמדת עושה את זה קשה להשיג את הדיוק של רמת המיקרו-ן הנדרש במשימות כגון אלקטרוניקה או microsurgery. Soft Actuators להפגין היסטריה, מצמרר, ונוקשות משתנה בהתאם לטמפרטורה ולחץ.סגור שליטה עם חיישנים משובצים יכול להפחית את זה, אבל הדיוק שהושג היום לעתים קרובות מול servos קשיחים. - שבו קשיחות הוא מכוסה שכבות רכות, אבל הם מחדש של בטיחות רכות, אבל הם מטרות רכות של כמה מטרות בטיחות רובוטית.

סקלאלה וכוח

רובוטים רכים הידראוליים הידראוליים דורשים דחוסים חיצוניים, משאבות, ו- tethering, הגבלת ניידות וסקאלות. בעוד דורות חדשים של משאבות מיניות (למשל, ⁇ או אלקטרוסטטי או אלקטרוסטטי) מתעוררים, הם עדיין חסרים את שערי זרימה הדרושים עבור מעשים גדולים יותר, אך הם פועלים באופן חשמלאי (DE, SMAs) נוטים להיות בעלי יעילות נמוכה ודורשים מתחים גבוהים, אך הם אינם מהווים חשש כימי, אך ורק למניעים, אך ורק למניעים, כמו אלה, אך ורק למניעים, כמו חומרים כימיים.

מודלים ושליטה המורכבות

האופי הלא ליניארי, מדרגה אינסופית של רובוטים רכים, הופך מודלים וסימולציה אינטנסיביים מבחינה חישובית.כלי דינמיקת גוף נוקשה אינם מספיקים; ניתוח אלמנט סופי הוא מדויק אך איטי מדי לשליטה בזמן אמת. טכניקות מונעות נתונים - כמו רשת עצבית פונדקאית מאומנת על נתונים סינתטיים - להראות, אבל הם דורשים נתונים גדולים ולא יכולים להכלל משימות חדשות או לפתח, אמיתי, אלגוריתמים אינטנסיביים, כי עדיין בטווח של עבודה רובוטי של תהליכים פעילים.

עלויות וייצור

רכיבים רובוטיים רכים מיוצרים לעתים קרובות באמצעות תבניות עבודה-אינסטינקט, ליהוק, או תהליכי הדפסה תלת-ממדיים. שיטות ייצור גבוהות-כולום, כגון הזרקת תבניות של אלסטומרס רב-חומריים, עדיין לא סטנדרטיים.זה מניע עלויות חד-ממדיות בהשוואה למבצעים קשיחים מחוץ ל-Shelf. כמו הביקוש גדל ועיצובים סטנדרטיים, עולה כלכלות של קנה מידה, אך כיום, רובוטיים נשארים פתרון בטיחותי עבור יישומים או רק עבור יישומים.

כיוונים עתידיים: לקראת שותפות ללא ים

העשור הבא צפוי לראות רובוטיקה רכות מתאחדות עם טכנולוגיות טרנספורמטיביות אחרות – בינה מלאכותית, מדע החומרים וייצור תוספים – כדי ליצור מערכות שיתופיות בעלות יכולת וגישה יותר.

הסתגלות AI-Driven ולמידה

למידת מכונה תמלא תפקיד מורחב בהתאפשר רובוטים רכים להסתגל לאובייקטים חדשים, לתנועות אנושיות ולשינויים סביבתיים.לייצג למידה, בפרט, יכול לעזור לדחוס את נתוני החיישן התלת מימדים מהעור הרך לאמדנים של המדינה המתועשות. Reinforcement Learning inסימולציה סביבות (עם העברה מהירה-למציאותית) יאפשרו לרובוטים רכים לרכוש מיומנויות מניפולציה מורכבות – כמו נעלי נעל או כמו ריהוט או מצעים אוטונומיים או תכנות, כמו גם מודלים, כמו גם כדי לשפר את המודלים, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את המודלים ואוטומטיים ולטפל בניסוי, כמו גם את המצלמות אוטומטיות, כמו גם את המצלמות אוטומטיות, כמו גם את המצלמות, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הפשטות, וכדי לשפר את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את המצלמות, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הפשטות, כמו גם את הנקה, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את המצלמות, כמו גם את המצלמות, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את הדיוקן, כמו גם את

עיצובים ביולוגיים ורב-תפקודיים

הטבע נשאר המקור הטוב ביותר של השראה עבור רובוטים רכים. אוקטאופוס נשק, גזעי פילים, ותולעי כדור הארץ peristalsis כל אחד מציעים עקרונות עבור תשואות ומניפולציות ללא מפרקים קשיחים. החוקרים גם לחקור את הנחילות של רובוטים רכים שיכולים לשלב כדי ליצור מבנים גדולים יותר או לעבוד יחד כדי להרים חפצים כבדים.

תקני בטיחות ותקנות

עבור רובוטים רכים להיות פרוסים נרחב בתעשייה, הם חייבים לעמוד בסטנדרטים בטיחותיים כגון ISO 10218 ו- ISO / TS 15066. הסטנדרטים הנוכחיים נכתבו עם רובוטים קשיחים בראש, ולכן מדדים חדשים ל"בטיחות בלתי אפשרית" ו"אנרגיה שקועה במהלך התנגשות" צריכים להיות מפותחים. ארגונים כמו ועדת הטכנולוגיה של IEEE Soft Robotics פועלים על גבי הנחיות, וכמה מוצרים רובוטיים רכים כבר קיבלו אישורים לשימוש משותף כמו משתמשים מתקדמים באבטחה.

שילוב עם תאומים דיגיטליים ו-IoT

רובוטים רכים יכולים להיות מחוברים עם סימולציות תאום דיגיטליות שעדכונים באופן רציף על בסיס נתוני חיישן בעולם האמיתי.זה מאפשר תחזוקה חיזויית - החל מתי מנוף רך עומד לקרוע - ו ניטור מרחוק של חללי עבודה שיתופיים בשילוב עם האינטרנט של הדברים (IoT), רובוטים רכה שיתופיים יהפכו לאדמים במערכות אקולוגיות חכמות גדולות יותר, אופטימיזציה של מערכות עבודה ובטיחות על פני נקודות אינטראקציה מרובות-מכונה.

מסקנה

רובוטיקה רך הוא לא רק חידוש מחקר; זוהי גישה הנדסית מעשית המתייחסת פער הבטיחות הבסיסי בשיתוף פעולה רובוטי אנושי-רובוטים.על ידי מינוף חומרים מתוחכמים, פעולה חכמה, וחישה מתקדמת, רובוטים רכים יכולים לעבוד לצד אנשים בדרכים שמכונות קשיחות לא יכלו - להתגבר על השפעות אמינות, טיפול בחפצים עדינים, ולהתאים להתנהגות אנושית משמעותית, בעוד אתגרים גמישים, וביקוש מתמשך של מערכות יחסים לא יהיו גמישים, אלא גם של מערכות יחסים בטוחות, אך הן, אך הן המשך, כמו גם של מערכות יחסים מסחריות, אך הן בעלות נמוכה, הן יכולות להמשיך לפתח שיטות עבודה, אך יעילות, אך יעילות, אך יעילות, אך יעילות, הן, הן, הן, הן יכולות להיות יעילות, אך הן יעילות, הן יעילות, והן יכולות להיות יעילות, והן יכולות להיות יעילות, והן יכולות להיות יעילות, והן יכולות להיות יעילות, הן, והן יכולות להיות יעילות, והן יכולות להיות יעילות, הן, והן יכולות להיות יעילות, אך יעילות, והן יכולות להיות יעילות, כמו גם על פני מערכות יחסים מתוחכמות, אך יעילות, הן, אך יעילות, והן יכולות להיות יעילות, אך יעילות, הן, הן, אך הן, כמו גם על פני מערכות יחסים מתוחכמות מתקדמת של מערכות יחסים מתוחכמות מתקדמת, אך יעילות, אך יעילות, אך