싱가포르기술대(SUTD), 공기압 방식 소프트 액추에이터 3D 프린팅 기술 개발 VIDEO: Process flow for high-res 3D printing of mini soft robotic actuators / 영국 브리스톨대, 소프트 로봇에 소프트 컴퓨터 내장 VIDEO..

공기압 방식 소프트 액추에이터 3D 프린팅 기술 개발

싱가포르기술대, 중국난방대학 연구진 공동 연구

   밀리미터 단위의 공기압 방식 소프트 액추에이터를 만들 수 있는 3D 프린팅 기술이 개발됐다.

‘더 로봇리포트’에 따르면 싱가포르기술대학(Singapore University of Technology and Design:SUTD) 연구진은 중국 남방과기대학(Southern University of Science and Technology), 저장대학 등과 공동으로 고해상도 3D 프린팅 기술을 활용해 밀리미터 단위의 공기압 방식 소프트 액추에이터를 만들 수 있는 기술을 개발했다고 보도했다.

techxplore.com

Process flow for high-res 3D printing of mini soft robotic actuators Date:August 29, 2019 Source:Singapore University of Technology and Design Summary: Researchers have proposed process flow guides for 3D printing of miniature soft pneumatic actuators. Integrating the prints into a robotic system offers potential applications in jet-engine maintenance and minimally invasive surgery. Share:      FULL STORY Soft robots are a class of robotic systems made of compliant materials and capable of safely adapting to complex environments. They have seen rapid growth recently and come in a variety of designs spanning multiple length scales, from meters to submicrometers. In particular, small soft robots at millimeter scale are of practical interest as they can be designed as a combination of miniature actuators simply driven by pneumatic pressure. They are also well suited for navigation in confined areas and manipulation of small objects. However, scaling down soft pneumatic robots to millimeters results in finer features that are reduced by more than one order of magnitude. The design complexity of such robots demands great delicacy when they are fabricated with traditional processes such as molding and soft lithography. Although emerging 3D printing technologies like digital light processing (DLP) offer high theoretical resolutions, dealing with microscale voids and channels without causing clogging has still been challenging. Indeed, successful examples of 3D printing miniature soft pneumatic robots are rare. Recently, researchers from Singapore and China, namely from the Singapore University of Technology and Design (SUTD), Southern University of Science and Technology (SUSTech) and Zhejiang University (ZJU), proposed a generic process flow for guiding DLP 3D printing of miniature pneumatic actuators for soft robots with overall size of 2-15 mm and feature size of 150-350 ?m (please refer to image). Their research was published in Advanced Materials Technologies. View Full Text https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190829100944.htm

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연구진은 DLP( digital light processing) 3D 프린팅 기술을 이용해 2~15mm 미니어처 크기 공기압 소프트 액추에이터를 만들 수 있는 기술을 개발하고 연구 성과를 전문 저널인 ‘어드밴스드 머티어리얼 테크놀로지스(Advanced Materials Technologies)에 게재했다.

SUTD의 ‘케빈 거(Kevin Ge)’ 교수는 “DLP 3D 프린팅 고해상도 기술을 활용해 미니어처 소프트 로봇 액추에이터를 만드는데 성공했다”며 “프린팅의 신뢰도와 기계적인 성능을 높이기위해 DLP 3D 프린팅 분야에서 완전히 새로운 패러다임을 도입했다”고 말했다.

연구진은 폴리머 용액에 포토 흡입재(photo-absorber)를 추가해 DLP 3D 프린팅 기술의 해상도를 제고했다. 투여량을 늘리면 소프트 액추에이터 재료의 탄성이 나빠지는 것을 막기위해 양호한 흡입 성능을 갖고 있는 포토 흡입제를 채택했다고 연구진은 설명했다. 이 같은 절차를 통해 다양한 구조와 변형 모드가 가능한 미니어처 소프트 공기압 방식 로봇 액추에어터를 제작했다는 것. 이번에 개발한 기술은 제트엔진 유지보수, 최소침습 수술 등 분야에 적용할수 있을 것으로 기대된다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

영국 브리스톨대, 소프트 로봇에 소프트 컴퓨터 내장

연구 성과 '사이언스 로보틱스'에 게재

그동안 소프트 로보틱스에 대한 관심은 대부분 그리퍼와 액추에이터에 집중돼 있었으며 유연한 컴퓨터 메커니즘의 개발에 대해서는 상대적으로 주목을 받지 못했다.

'더로봇리포트'에 따르면 영국 브리스톨 대학(University of Bristol)의 과학자들은 저렴한 비용으로 쉽게 제작된 소프트 컴퓨터를 로봇 시스템에 내장함으로써 복잡한 전자제품의 사용없이도 자율적으로 기능하는 다양한 소프트 머신을 만들어냈다.

faz.net

Ein weiches Gehirn für Roboter VON JOHANNA MICHAELS -AKTUALISIERT AM 02.09.2019-20:45   Durch und durch weich: dieser Roboterwurm wird von einem weichen Computersystem gesteuert. Bildbeschreibung einblenden Bisher wurden Soft Robots noch von herkömmlichen Computern gesteuert. Nun haben Wissenschaftler eine weiche Alternative entwickelt. Weiche Roboter sind flexibler, anpassungsfähiger und sanfter als ihre Artgenossen aus hartem Metall. Sie sind daher besonders gut geeignet, wenn es auf Feinfühligkeit ankommt. Bisher wurden die „Soft Robots“ aber von einem herkömmlichen Rechner gesteuert, da noch kein „weiches“ Computersystem verfügbar war. Hier berichtet eine Forschergruppe der University of Bristol in der Zeitschrift „Science Robotics“ nun von Fortschritten. Inspiriert vom menschlichen Blutkreislauf, entwickelten sie einen Computer allein aus weichen Materialien, der Informationen über seine künstlichen Adern verarbeitet. Durch diese fließt in ganz bestimmten Abständen eine leitende Flüssigkeit wie Salzwasser und ein isolierender Stoff wie Luft. An der Aderwand sind gegenüberliegend zwei Elektroden angebracht. Strömt nun Salzwasser durch die Ader, werden die Elektroden verbunden, und es fließt Strom; bei Luft geschieht nichts. So verwandelt sich das Muster der Flüssigkeit in einen binären Code. View Full Text https://www.faz.net/aktuell/wissen/klug-verdrahtet/soft-robotics-forscher-entwickeln-ein-weiches-robotergehirn-16353209.html

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많은 소프트 로봇 시스템은 테더(tether)와 같은 단단한 구성요소를 사용하는데 이는 기능 범위를 상당히 제한한다. 연구팀은 ‘스마트한’ 소프트 소재의 개발이 다양한 환경에 더 잘 적응할 수 있는 차세대 완전 소프트 로봇을 개발하는데 매우 중요하다고 강조한다.

via youtube

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이렇게 저렴한 내장형 소프트 컴퓨터는 로봇이 자극-반응의 관계를 넘어 생물학적 시스템에서 볼 수 있는 지능적인 행동을 모방하는 방향으로 움직일 수 있게 할 수 있다. 이 연구는 최근 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 발표됐다.

브리스톨 대학의 마틴 개러드(Martin Garrad)와 그의 동료들은 소프트 액추에이터, 센서 또는 로봇에 통합될 수 있는 소프트 물질 컴퓨터(SMC)를 개발했다. 이 SMC는 다양한 기본 계산 기능을 입증했다.

혈관 시스템에서 영감을 받은 SMC는 전극이 내장된 유체 운반 튜브 네트워크로 구성되어 있다. 호르몬이 혈류로 방출되는 방식과 유사하게, 적절한 수용체에 의해 검출되었을 때 국소 조직 반응을 유발하는 SMC는 정보를 유체 함유 구조로 인코딩하고 이를 소프트 로봇 본체를 통해 전송한다.

연구팀에 따르면 이 정보가 네트워크에 내장된 수용체에 의해 감지될 때 전도성 유체의 움직임은 행동을 유발하는 전기적 출력으로 전환된다.

연구원들은 세 종류의 로봇으로 소프트 컴퓨터 시스템을 시연했다. 첫 번째는 SMC에 의해 제어된 소프트 웜 로봇으로 3개의 독특한 보행에 필요한 제어 신호를 발생시켰다. 두 번째는 소프트 그리퍼에 CFR의 매개변수를 조정해 프로그래밍할 수 있는 일련의 반사효과를 제공했다. 세 번째 시연에서는 단 하나의 입력 매개변수만 변경해 3가지 동작 사이를 전환하는 2 자유도 벤딩 액추에이터였다.

김지영  robot3@irobotnews.com로봇신문사

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