Soft Robotic Gripper หรือมือจับของหุ่นยนต์แบบอ่อนนุ่มที่ถูกพิมพ์ 3 มิติขึ้นมาด้วยการพิมพ์เพียงครั้งเดียวนี้สามารถหยิบจับวัตถุได้โดยไม่ต้องการไฟฟ้า ความสำเร็จนี้เป็นผลงานจากทัมวิจัยด้านหุ่นยนต์จาก University of California San Diego ร่วมกับบริษัท BASF
ทีมวิจัยนั้นต้องการออกแบบ Soft Gripper ที่พร้อมใช้งานทันทีเมื่อผลิตเสร็จจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และนำมาติดตั้งด้วยเซนเซอร์แรงโน้มถ่วงและสัมผัส ผลลัพธ์ คือ Gripper นี้สามารถหยิบ ถือ และปล่อยวัตถุได้ ซึ่งต้องบอกว่าไม่เคยมี Gripper ใด ๆ ทำงานได้ในลักษณะที่เกิดขึ้นนี้มาก่อน
ด้วยการออกแบบฟังก์ชันที่เป็นชุดของวาล์วที่ทำให้ Gripper ทั้งหนีบในเวลาที่สัมผัสและปล่อยได้ในเวลาที่ถูกต้อง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ Gripper สามารถหนับและปล่อยได้ทั้งคู่แค่เพียงเปลี่ยนมุมจากแนวตั้งเป็นแนวราบ ทำให้แรงลมในวาล์วเปลี่ยนไปและนิ้วที่หนีบจะถูกปลดออก
หุ่นยนต์นิ่มนั้นเป็นอนาคตที่น่าสนใจในการที่หุน่ยนต์สามารถมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์และวัตถุที่บอบบางได้อย่างปลอดภัย โดย Gripper ใหม่นี้สามารถติดตั้งบนแขนของหุ่นยนต์เพื่อใช้ในงานอุตสาหกรรม การผลิตอาหาร และการหยิบจับผลไม้หรือผักได้ ทั้งยังสามารถใช้ในการสำรวจได้อีกด้วย การทำงานสามารถใช้เพียงถังหรือขวดที่อัดก๊าซแรงดันสูงเอาไว้ในการขยับเท่านั้น
หนึ่งในความท้าทายของหุ่นยนต์นิ่มที่พิมพ์ 3 มิติออกมานั้นมักจะอยู่ในประเด็นของความแข็งแรงในองศาที่จำกัด เพราะมักมีการรั่วไหลบ่อยเมื่อออกมาจากเครื่องพิมพ์ ทำให้ต้องมีกระบวนการอีกมากในการแปรรูปและประกอบหลังจากพิมพ์เพื่อให้ใช้ได้จริง
ทีมวิจัยได้แก้ปัญหาด้วยการพัฒนาวิธีการพิมพ์ 3 มิติแบบใหม่ซึ่งเครื่องพิมพ์จะมาพร้อมกับ Nozzle Tracing ต่อเนื่องตลอดเส้นทาง Pattern การพิมพ์ในแต่ละชั้น ราวกับเป็นการลากดินสอโดยไม่ยกขึ้นแม้เพียงครั้งเดียวนั่นเอง วิธีนี้จะช่วยลดโอกาสในการรั่วไหลหรือความผิดพลาดในชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาได้ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปเวลาพิมพ์วัสดุที่มีเนื้ออ่อนนุ่ม
วิธีใหม่นี้ทำให้ผนังวัสดุที่พิมพ์มีความบางถึง 0.5 มิลลิเมตร เมื่อพิมพ์ได้บางลงและมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น รูปร่างที่โค้งจะทำให้เกิดความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายขึ้นส่งผลให้กลายเป็นโครงสร้างมีความอ่อนตัวไปทั้งหมด
ที่มา:
ucsd.edu
