Робототехника

Роботизированный захват использует акустическую левитацию для бесконтактной манипуляции

Манипулятор использует звуковые волны для левитации и удержания предметов ETH Zürich / Stefan Weiss

Как ни парадоксально, исследователи из ETH Zürich разработали роботизированный манипулятор, который может поднимать и манипулировать небольшими объектами, фактически не касаясь их. Используя ультразвуковые волны, новый манипулятор, созданный ETH Pioneer Fellow Marcel Schuck, может быть использован для обработки крошечных, хрупких предметов, в том числе деталей часов.

Манипуляторы или руки робота претерпели большие изменения за последние несколько десятилетий, поскольку грубые клещи уступили место более сложным, чувствительным устройствам, предназначенным для широкого спектра применений, от переворачивания гамбургеров до ловли медуз. К сожалению, даже самые тонкие манипуляторы из металла и пластика могут быть немного шероховатыми, и даже самые мягкие захваты, разработанные для обработки хрупких объектов, несут риск загрязнения объекта, которым манипулируют.

В идеале, лучший манипулятор - это такой, который вообще не прикасается к объекту, и Марсель Шук придумал такой, который не соприкасается ни с чем, кроме звуковых волн. Прототипом этого устройства является роботизированный манипулятор на лабораторном стенде, а "рука" на самом деле представляет собой пару полушарий с 3D-печатью, которые делают его похожим на высокотехнологичную лопатку для мороженого.

Марсель Шук и его ультразвуковой манипулятор ETH Zürich / Stefan Weiss

Принцип нового манипулятора - это то, что называется "акустической левитацией", которая известна уже восемь десятилетий и включает в себя ультразвуковые волны, создающие поле давления, которое не может быть замечено или услышано человеком, но достаточно сильное, чтобы поднимать маленькие предметы. Если используется несколько таких полей или точек давления, они накладываются друг на друга, позволяя манипулировать объектом, как будто невидимыми пальцами.

Манипулятор Марселя Шука имеет множество очень маленьких динамиков, установленных внутри двух полусфер. С помощью программного обеспечения, написанного докторантом ETH Марком Ретлисбергером, точки давления можно контролировать - есть надежда, что в конечном итоге такой контроль можно будет выполнять в режиме реального времени. Таким образом, объект можно подвешивать, перемещать или иным образом манипулировать без прикосновения, с большой точностью и с низкими затратами.

Массив динамиков в основе манипулятора ETH Zürich / Stefan Weiss

Главная цель компании Марселя Шука - найти практическое применение бесконтактной робототехнике, особенно в микрочипах или в часовой промышленности. "Зубчатые колеса, например, сначала покрываются смазочным материалом, а затем измеряется толщина этого слоя смазки", - говорит он. "Даже малейшее прикосновение может повредить тонкий слой смазки". Производство микрочипов - это еще одно потенциальное применение технологии.

Более неотложная цель - подготовить набор средств разработки для потенциальных клиентов и начать бизнес в начале 2021 года.

Источник: ETH Zurich

Подписывайтесь на нас
Back to top button