スーパーマリオの3Dプリントロボットアームがレベル1をクリア

ビデオ: スーパーマリオの3Dプリントロボットアームがレベル1をクリア

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
ビデオ: 隠された完全クリア後要素!!まさかのヨッシーが登場!?スーパーマリオ64実況Part35(最終回)【スーパーマリオ3Dコレクション】 2023, 1月
スーパーマリオの3Dプリントロボットアームがレベル1をクリア
スーパーマリオの3Dプリントロボットアームがレベル1をクリア
Anonim
Image
Image

アメリカのエンジニアは、PolyJet 3D印刷技術を使用して、ポリマー材料からロボットのプロトタイプを作成しました。複数のフォトポリマーと同時に印刷できるため、このテクノロジーを使用すると、1回の印刷セッションで、特性の異なる複数のポリマー材料から複雑なデザインを作成できます。これにより、その後の手作業の量が減り、開発速度が向上します。最初に、エンジニアはインクジェットロジックのいくつかの要素を設計および印刷しました。油圧と空気圧を動力源とするダイオードとトランジスタです。次に、カメを模倣した水圧ロボットの制御回路や、エンジニアが使用していた3本指のロボットアームでの使用を実証しました。 NESゲームコンソールのゲームパッドを制御します。エンジニアは、指定された時間にコントローラーボタン上のロボットの指のクリックを制御する事前に作成されたプログラムを使用して、スーパーマリオブラザーズの最初のレベルを完了することができました。記事はジャーナルScienceAdvancesに掲載されました。

エンジニアは長い間、柔らかい素材で設計されたロボットの作成に取り組んできました。これにより、医療など、環境や人間との注意深く安全な相互作用が必要な場合に使用できます。柔軟性と柔軟性により、多数の自由度が提供され、複雑なサーフェスを操作するときにそれらに適応できます。たとえば、エンジニアはこのプロパティを使用して、複雑な形状のオブジェクトをつかみ、それらの周りをねじることができる触手の形のマニピュレータを作成しました。

油圧と空気圧は、内部から加えられた圧力の作用で変形する可能性のある柔らかい材料を使用するデバイスを駆動するためによく使用されます。また、ロボットに電子機器を搭載する必要性を回避するために、エンジニアは制御システムでも油圧と空気圧を使用しようとしています。バルブおよび配管システムに基づいて、電気および電子回路と目的が類似しているが、液体または気体の流れに基づいて動作するジェット論理回路を作成します。

ほとんどの場合、開発されたプロトタイプロボットの構造要素とインクジェットデザインは手作業で作成されます。これには時間がかかり、完成したデバイスのパフォーマンスはサンプルごとに異なる可能性があります。そのため、メリーランド大学カレッジパーク校のRyan Socholが率いるアメリカ人エンジニアは、プロトタイピングフェーズを自動化することを決定し、StratasysのPolyJet 3D印刷技術を使用することを提案しました。これにより、さまざまな種類のフォトポリマー材料から同時に3次元オブジェクトを作成できます。特性。

Image
Image

ダイオードデバイス(上)とノーマルクローズインクジェットトランジスタ(下)

Image
Image

ノーマルオープンジェットトランジスタデバイス

Image
Image

(A、B)インクジェット要素とそのシンボルの外観、(C)3種類のフォトポリマーを使用した印刷プロセス:剛性、柔軟性、水溶性、(E、F)補助材料の除去前後のロボットタートルの外観

異なる硬度のポリマーに加えて、プリンターは補助的な支持水溶性層を印刷することもできます。これは、印刷された構造の個々の部分のサポートとして機能し、内部に空洞と可動要素を備えた複雑な形状の部品を構築できます。 1回の印刷セッション。その後、この一時的な材料は、手動または洗濯機を使用して完成した構造から除去されます。

印刷プロセスでは同時に複数の異なる材料を使用するため、エンジニアは、異なる剛性の材料で構成されるロボットのプロトタイプを制御システムと一緒に印刷することができ、それらを互いに別々に作成することはできませんでした。これにより、プロトタイピング時間が大幅に短縮されます。

この技術の能力を実証するために、エンジニアは最初にインクジェット制御回路用のいくつかの要素を設計および印刷しました。インクジェットダイオードとトランジスタです。ダイオードは、入口、出口、および空洞を備えたデバイスであり、その内部には、上面に柔軟なポリマー材料で作られたOリングを備えた浮動バルブがあります。ダイオードの入口に圧力が加えられると、バルブはキャビティの底に留まり、入口から出口への液体または気体の流れを妨げません。ただし、流れの方向が逆になると、バルブがOリングによってキャビティの天井に押し付けられ、開口部がブロックされて流れがブロックされます。

別の流体デバイスは、MOSFETトランジスタを模倣する要素です。電子アナログと同様に、ソース、ドレイン、およびゲートがあり、流体要素を通る液体またはガスの流れを制御します。シャッターは、制御フローと制御フローのキャビティを分離し、ロッドで接続された2つの円形ダイアフラムで構成されています。

Image
Image

ロボットカメの肢制御システムの動作原理

Image
Image

ロボットアームの指制御システムの動作原理

エンジニアは、ジェットトランジスタの2つのバージョンを作成しました。1つは、シャッターダイアフラムに加えられた圧力がソースとドレインの間の流れをブロックし、閉鎖バルブに作用するまで開いています。トランジスタの2番目のバージョンは、最初は要素の入力に入る液体または気体の圧力によって閉じられ、制御ゲートダイアフラムに適用される圧力の特定の値でのみ開きます。流体トランジスタを開閉するために必要な圧力は、シャッターのダイヤフラムダイアフラムの比率を調整することで調整できます。

エンジニアは、いくつかのインクジェット回路で作成された論理要素を使用して、小型ロボットを制御しました。たとえば、彼らは2つのロボットの頭蓋骨を作りました。それらの1つは、流体の一定の流れを生成するソースから制御されます。流体は、いくつかのトランジスタとダイオードの回路を使用して、ロボットの手足に交互に供給され、定期的に曲がったり曲がったりします。 2番目のロボットの流体回路は可変圧力源を使用し、その作用の下でロボットは前肢で周期的な動きをし、ウミガメのひれのストロークを模倣します。

エンジニアはまた、印刷されたインクジェットロジックを使用して、1つの制御信号だけで複数のアクチュエータに対して事前にプログラムされたアクションを実行する機能を実証しました。これを行うために、開発者は3本の柔らかい指でロボットアームを印刷しました。各指は3つの指骨と2つの「関節」で構成され、注入された圧力の作用で曲げられます。

ロボットアームの制御回路は、ノーマルオープンジェットトランジスタに基づいており、そのパラメータは、シャッターダイアフラムのさまざまな圧力レベルでアクティブになるように選択されます。可変圧力の空気流を使用してトランジスタを制御し、指は2番目の定圧源によって作動します。制御圧力がゼロの場合、トランジスタは空気が指に入るのを防ぎます。制御圧力が低い場合、トランジスタがアクティブになり、圧力を人差し指に向け直します。他の2本の指は、制御圧力の中値と高値で次々にアクティブになります。したがって、制御圧力の値のみを変更することにより、ロボットアームの3本の指すべてを同時にアクティブにすることができます。

開発者は、ロボットアームをニンテンドーエンターテインメントシステムのコントローラーの上のホルダーに置き、3本の指のそれぞれをコントロールキーの1つの上に置きました。さらに、事前に作成されたリアルタイムのプログラムに従って、ロボットの指がアクティブになり、ゲームパッドのキーを押します。これは、ゲームキャラクターのアクション(右への移動、高速実行、ジャンプ)を担当します。その結果、開発者が実験用に選んだスーパーマリオブラザーズのロボット制御キャラクターが、第1レベルの最後まで無事に到達することができました。

先ほど、アメリカのエンジニアが作成した、インクジェットロジックの要素を使用した歩行用空気圧ロボットのプロトタイプについて説明しました。彼はシリンダーからの圧縮ガスを使用して自律的に移動することができ、障害物に遭遇したときに移動方向を変更することもできます。

トピックによって人気があります