Name: manufacturing, control, and performance evaluation of a gecko-inspired soft robot
Uploaded: 2020-06-10T15:00:00
Duration: 7 min 40 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot at JoVE.com

يحب المؤلفون أن يشكروا فين كنودسن، ورافيندا بهاري، وجاكوب موشينسكي على المناقشات المفيدة والإلهام.

<ol>
	<li>Majidi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+robotics:+a+perspective-current+trends+and+prospects+for+the+future.">Soft robotics: a perspective-current trends and prospects for the future.</a> Soft Robotics. 1 (1), 5-11 (2014).</li><li>Kim, S., Laschi, C., Trimmer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+robotics:+a+bioinspired+evolution+in+robotics.">Soft robotics: a bioinspired evolution in robotics.</a> Trends in Biotechnology. 31 (5), 287-294 (2013).</li><li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+control+of+soft+robots.">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521 (7553), 467-475 (2015).</li><li>Calisti, M., Picardi, G., Laschi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+of+soft+robot+locomotion.">Fundamentals of soft robot locomotion.</a> Journal of the Royal Society Interface. 14 (130), 0101 (2017).</li><li>Chu, B., Jung, K., Han, C. S., Hong, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+of+climbing+robots:+locomotion+and+adhesion.">A survey of climbing robots: locomotion and adhesion.</a> International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 11 (4), 633-647 (2010).</li><li>Gu, G., Zou, J., Zhao, R., Zhao, X., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+wall-climbing+robots.">Soft wall-climbing robots.</a> Science Robotics. 3 (25), 2874 (2018).</li><li>Qin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+soft+crawling+robot+with+rapid+locomotion.">A versatile soft crawling robot with rapid locomotion.</a> Soft Robotics. 6 (4), 455-467 (2019).</li><li>Seibel, A., Schiller, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+engineering+design+helps+creating+new+soft+machines.">Systematic engineering design helps creating new soft machines.</a> Robotics and Biomimetics. 5 (1), 5 (2018).</li><li>Schiller, L., Seibel, A., Schlattmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+gecko-inspired,+climbing+soft+robot.">Toward a gecko-inspired, climbing soft robot.</a> Frontiers in Neurorobotics. 13 (1), 106 (2019).</li><li>Mosadegh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pneumatic+networks+for+soft+robotics+that+actuate+rapidly.">Pneumatic networks for soft robotics that actuate rapidly.</a> Advanced Functional Materials. 24 (15), 2163-2170 (2014).</li><li>Elango, N., Faudzi, A. A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+article:+investigations+on+soft+materials+for+soft+robot+manipulations.">A review article: investigations on soft materials for soft robot manipulations.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 80 (5-8), 1027-1037 (2015).</li><li>Natarajan, E., Razif, M. R., Faudzi, A., Palanikumar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+suitable+material+for+soft+actuator+through+experiments+and+FE+simulations.">Evaluation of a suitable material for soft actuator through experiments and FE simulations.</a> International Journal of Manufacturing, Materials, and Mechanical Engineering. 10 (2), 64-76 (2020).</li><li>. Soft Robotics Toolkit [software] Available from: <a target="_blank" href="https://softroboticstoolkit.com">https://softroboticstoolkit.com</a> (2020)</li><li>. PneumaticBox [software] Available from: <a target="_blank" href="https://www.robotics.tu-berlin.de/menue/software_and_tutorials/pneumaticbox/">https://www.robotics.tu-berlin.de/menue/software_and_tutorials/pneumaticbox/</a> (2020)</li><li>Wang, J., Olson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apriltag+2:+efficient+and+robust+fiducial+detection.">Apriltag 2: efficient and robust fiducial detection.</a> Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). , 4193-4198 (2016).</li></ol>

ويعلن أصحاب البلاغ أنهما لا يملكان مصالح مالية متنافسة.

يتضمن البروتوكول المعروض العديد من الجوانب المختلفة المتعلقة بالروبوت الناعم التسلق من Ref.9، بما في ذلك التصنيع والتحكم والمعايرة وتقييم الأداء. وفي ما يلي مناقشة أوجه الإيجابيات والسلبيات الناتجة عن البروتوكول وهيكلها وفقاً للجوانب المذكورة أعلاه.
طريقة التصنيع المقدمة تستند بقوة على الأدب الحالي10،13. وهناك فرق كبير هو تصميم المحرك. للانضمام إلى الأطراف الفردية، يتم إدراج أدلة الضمائر في النقاط المناسبة، كما هو مبين في الشكل التكميلي 21. وهذا يؤدي إلى اتصال أكثر دقة وقوة بين الأطراف مقارنة مع التصميم السابق للروبوت8. وعلاوة على ذلك، يتم تضمين أنابيب الإمداد في الجزء السفلي من المحركات. يسمح هذا التصميم المتكامل بتوفير أكواب الشفط مع الفراغ وفي الوقت نفسه يجعل الطبقة السفلية لم تعد قابلة للتمدد ، مما يزيد بشكل كبير من أداء المحرك. هناك فرق آخر في الإجراء الموصوف في الأدب هو أن يتم إخلاء الـ(مِلّا) المختلط مرة واحدة فقط (مباشرة بعد الاختلاط). العديد من المصادر توصي بإخلاء الـ(مسترومر) مرتين: مرة بعد الاختلاط ومرة بعد أن تم ملئه في القالب. قد يحدث أن الهواء لا يزال محاصرا في مساحات صغيرة جدا. في غرفة الفراغ، هذا الهواء يتوسع وفي أفضل الحالات يرتفع إلى السطح. في كثير من الأحيان بما فيه الكفاية، ومع ذلك، هذه فقاعات الهواء تتعثر في طريقهم، وخلق ثقوب غير سارة في الصب النهائي. وهنا، يجب اتخاذ قرار بشأن ما هو أكثر أهمية: ملامح مثالية على الجانب السفلي من الجزء الأساسي أو أقل قدر ممكن من المخاطرة بإنتاج المحرك غير الوظيفي (راجع الشكل التكميلي 2). في هذا البروتوكول، يتم تنفيذ لا إخلاء الثاني. في الإجراء المقدم ، قد يختلف ارتفاع الجزء السفلي كما يتم ملئه يدويًا ، وعلى عكس الجزء الأساسي ، لا توجد إمكانية لقطعه إلى ارتفاع موحد بعد المعالجة. لضمان أن ارتفاع الجزء السفلي هو موحدة قدر الإمكان، فمن المستحسن استخدام حقنة عند ملء قالب الجزء السفلي وقياس حجم تدفق في. ومع ذلك، اعتماداً على مقدار الوقت المنقضي منذ خلط، تتغير خصائص تدفق الـ استومر بشكل ملحوظ. ولذلك، فمن المستحسن دائما استخدام مبتزجة حديثا. الانضمام إلى قاعدة والجزء السفلي من المحرك ينطوي على أكبر عملية عدم اليقين. إذا كان حمام الـ(إستومر) عالي جداً، فإن القناة الهوائية بين الغرف ستكون على الأرجح مغطاة أيضاً. ثم، المحرك لم يعد قابل للاستخدام. إذا كان حمام الـ(استرومر) منخفض جداً، فقد لا تكون الشفة الختمية مغطاة بظروفها بالكامل، ويتسرب المحرك. لذلك, فإنه يأخذ كمية معينة من الممارسة لجرعة حمام استومر بشكل صحيح. من المهم للانضمام بشكل عام هو سطح الانضمام الخالي من الدهون. إذا كان سطح الانضمام ملوثًا جدًا ، فقد يكون المحرك النهائي مُلَحًا. لذلك ، من الضروري التأكد من أن الأجزاء لا تمس إلا على الأسطح التي لا يمكن الانضمام إليها. وهناك قيد رئيسي على طريقة التصنيع هو عدد القطع التي يتعين تحقيقها. إنتاج المحرك واحد يستغرق ما لا يقل عن ساعتين في المجموع. على الرغم من أنه من الممكن العمل مع عدة قوالب في موازاة ذلك، أكثر من أربعة غير مستحسن بسبب ضيق الوقت. حياة وعاء من الـ(سترومر) قصير جداً بحيث لا يمكنه ملء المزيد من القوالب. بالإضافة إلى ذلك، فإن القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد لا تتحمل سوى عدد محدود من دورات الإنتاج (حوالي 10-20) قبل أن تصبح مشوهة جدا أو كسر. وثمة قيد آخر هو عدم اليقين في العملية التي نوقشت بالفعل. منذ يتم تنفيذ جميع خطوات العملية تقريبا يدويا، كل المحرك هو مختلف قليلا. وهذا يمكن أن يؤدي إلى اثنين من الروبوتات التي هي متطابقة في البناء ولكن تظهر اثنين من السلوكيات المختلفة جدا.
مع مربع التحكم، يتم توفير طريقة للتحكم في الروبوت. ومع ذلك، لكل نظام هوائي، يجب تحديد المكاسب التحكم من السيناريو "رمز/arduino_p_ctr.ino" بشكل فردي. هذا غير مشمول في البروتوكول. ومع ذلك ، فإن "وضع مرجع الضغط" من مربع التحكم يسمح لعوب التعامل مع الروبوت ، بحيث يمكن إجراء ضبط وحدة تحكم دون كتابة العديد من البرامج النصية. وثمة قيد آخر من مربع التحكم هو تكلفتها كما تكاليف المواد حوالي 7000 دولار أمريكي في المجموع. الأدب11 يقدم تعليمات بناء لمربع التحكم التي تكلف فقط حوالي 900 دولار أمريكي ، ومع بعض التحسينات يمكن أيضا أن تستخدم لتشغيل الروبوت.
يعتبر اختيار إجراء المعايرة أمرًا حاسمًا لمعايرة المحركات الفردية. ويبين الشكل التكميلي 22 المسار النوعي لإشارات الضغط بمرور الوقت لأربعة إجراءات مختلفة ويبين الشكل التكميلي 23 منحنيات ضغط الزاوية الناتجة. كما يمكن أن نرى في هذا الأخير، كل طريقة للمعايرة النتائج في منحنى زاوية ضغط مختلفة. وهذا يدل على أن العلاقة بين الضغط والزاوية تعتمد اعتمادا كبيرا على الحمل القائم على المحرك. لذلك، يجب أن تعكس عملية المعايرة حالة التحميل الحقيقي على أفضل حال ممكن. وبالتالي، من الضروري تكييف إجراء المعايرة مع ظروف التشغيل الحقيقية قدر الإمكان. يتم الحصول على أفضل أداء المشي مع إجراء المعايرة 4. ومع ذلك ، كما يمكن أن نرى في الشكل 3B، فإن يطرح اللاحقة في السلسلة ليست متناظرة تماما ، وهو مؤشر على إمكانات التحسن في المعايرة.
إنّ تجميع العلامات البصرية15 في القسم 10 أمر حاسم بالنسبة لنظام القياس. وبما أنه لا يمكن تركيبها مباشرة عند النقاط المطلوبة (لأن الأنابيب تتداخل)، يجب أن يتم تحويل النقاط المقاسة بشكل مصطنع. يجب توخي الحذر خاصة عند تحديد هذا الناقل أوت أوال (في إحداثيات بكسل من الكاميرا); وإلا، فإن القياس بأكمله سيكون له أخطاء منهجية كبيرة. ويجب أيضا ضمان أن العلامات لا تحل محل مع مرور الوقت. إذا حدث هذا، على سبيل المثال، بسبب سقوط الروبوت، يجب إعادة تركيب العلامة المقابلة في نفس المكان بالضبط. وعلى أي حال، ينبغي التحقق بانتظام مما إذا كان نظام القياس لا يزال ينتج مخرجات موثوقة.
العامل المقيد في التجربة هو تثبيت القدمين. ولكي تكون قادراً على تسلق ميول أكثر حدة، يجب إعادة النظر في آلية التثبيت. حاليا، الروبوت غير قادر على دفع قدميه بنشاط ضد طائرة المشي، وبالنسبة للميلات العالية، والقوة العادية الناجمة عن الجاذبية صغيرة جدا لجعل أكواب الشفط قريبة بما فيه الكفاية لطائرة المشي لضمان الشفط موثوق بها.
ويمكن نقل طريقة التصنيع المعروضة إلى أي مُشغل مُنعة مُنعة مُائعة، وبالتالي يمكن أن تكون مثيرة للاهتمام بالنسبة للتطبيقات المستقبلية. يتيح صندوق التحكم المعروض التحكم في أي نظام هوائي يتكون من ستة المحركات الفردية (قابلة للتوسيع حتى ثمانية) ، بما في ذلك المنصات الروبوتية لأنها تتطلب ردود فعل حسية سريعة. ولذلك، يمكن استخدامه كمنصة عالمية لاختبار الروبوتات في المستقبل والتحكم فيها. وأخيراً، يمكن أن تكون طريقة المعايرة المقدمة، من حيث المبدأ، لأي نظام هوائي خاضع للتغذية. وباختصار، فإن جميع الأساليب المعروضة شاملة في نطاق المناقشة.

التفاعل بين البشر والآلات أصبح أوثق باستمرار. وتشكل الكثافة المتزايدة للروبوت في الشركات والأسر تحديات جديدة لتكنولوجيا الروبوت. وكثيرا ما تستبعد هذه المخاطر بسبب أساليب الفصل، ولكن في كثير من المناطق، ولا سيما في الأسر المعيشية، لا يعتبر هذا حلا مرضيا. الروبوتات الناعمة يعالج هذه المشكلة باستخدام خصائص المواد والهياكل الناعمة لتطوير أنواع جديدة من الآلات التي تتصرف مثل الكائنات الحية1، وهذا هو السبب في أن الروبوتات الناعمة غالبا ما تكون مستوحاة من النماذج البيولوجية2. يمكن تصنيف معظم الروبوتات الناعمة إلى نوعين مختلفين: الروبوتات المتنقلة والروبوتات المصممة للتجتاح والتلاعب3. بالنسبة للروبوتات المتحركة الناعمة ، فإن مبادئ الحركة النموذجية هي الزحف والمشي والجري والقفز والطيران والسباحة4. آخر مجال مثير للاهتمام من التطبيق للروبوتات الناعمة هو التسلق – مزيج من الحركة والالتصاق5. الآلات الناعمة قوية جداً ولا يمكن أن تضر بمحيطها بسبب نعومتها. هذه المميزة predestines هذه الفئة الروبوت للتسلق، لأنها يمكن أن البقاء بسهولة على قيد الحياة سقوط. وبالتالي ، فإن الأدب يقدم عدة أمثلة من الروبوتات الناعمة قادرة على تسلق6،7،8.
والهدف من هذا البروتوكول هو توفير طريقة لتصنيع ومراقبة وتقييم أداء الروبوت المستوحاة من gecko ، وتسلق الروبوت الناعم9. ويستند تصميمها على استخدام المحركات الناعمة pneunet سريعة الانحناء10 مصنوعة من الداستومر. ومع ذلك، يمكن أيضاً استخدام تصميم و/أو مادة أخرى لحرك المحرك. الأدب يقدم مجموعة واسعة من تصاميم مختلفة من المحركات لينة11 والمواد المناسبة12. طريقة التصنيع المعروضة تشبه الأساليب الحالية13 ولكنها تتضمن بعض التعديلات التي تؤدي إلى زيادة التكرار والمتانة ، على الأقل في حالة التسلق الناعم للروبوت9. الأسلوب صالح لpneunet سريعة الانحناء المحركات بشكل عام ، وبالتالي ، قد تكون مثيرة للاهتمام بالنسبة للقادمين الجدد إلى مجال تصنيع المحرك.
للسيطرة على الروبوتات الهوائية اللينة المفعّلة ، يوفر الأدب حلولًا مختلفة. ويتراوح هذا النظام بين لوحات التحكم المنخفضة التكلفة والسهلة التكرار13 إلى لوحات14القوية ولكن الأكثر تعقيداً، والتي لا يمكن إعادة بنائها بدون أدوات خاصة. هنا، يتم توفير وصف موجز لبناء مربع التحكم الهوائية باستخدام فقط قطع الليزر والحديد لحام. يسمح صندوق التحكم بتوفير أي ضغط ويقدم ردود فعل حسية في الوقت الحقيقي ، وهو أمر مهم بشكل خاص لتطبيقات الروبوتات. ومع ذلك، فإنه يمكن أيضا أن تستخدم للعديد من التطبيقات الأخرى.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td>Form 2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass plate with two holes</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>for casting, see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass back panel</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass bottom panel</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass front panel</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass side panel</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acrylic glass top panel</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino Nano</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>A000005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allan Key 1mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>available in every workshop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BeagleBone Black</td>
			<td>beagleboard</td>
			<td>BBB01-SC-505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>butterfly cannula</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG</td>
			<td>5039573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>clamp 1 for measurement system</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp 2 for measurement system</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cutter knife</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>available in every workshop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>direct acting solenoid valves</td>
			<td>Norgren</td>
			<td>EXCEL22 DM/49/MDZ83J/T4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elastomer</td>
			<td>Wacker Chemie</td>
			<td>ELASTOSIL M4601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>frame measurement system part 1</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>frame measurement system part 2</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser cutter</td>
			<td>Trotec</td>
			<td>SP500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED</td>
			<td>RND COMPONENTS</td>
			<td>RND 210-00013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LCD</td>
			<td>JOY-IT</td>
			<td>SBC-LCD16X2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould bottom part leg</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould bottom part torso 1</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould bottom part torso 2</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould leg 1</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould leg 2</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould torso 1</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mould torso 2</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
			<td>see Supplementary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oven</td>
			<td>Binder</td>
			<td>ED 115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Cup</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>available in every supermarket</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic syringe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>available in every pharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poster panel</td>
			<td>Net-xpress.de (distributor)</td>
			<td>10620232</td>
			<td>as walking plane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiometer</td>
			<td>VISHAY</td>
			<td>P16NM103MAB15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply</td>
			<td>Pulse Dimension</td>
			<td>CPS20.241-C1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pressure sensor</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>SSCDANN150PG2A5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Source</td>
			<td>EINHELL</td>
			<td>4020600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>proportional valves</td>
			<td>Festo</td>
			<td>MPYE-5-1/8-LF-010-B</td>
			<td>6x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raspberry Pi</td>
			<td>RASPBERRY PI</td>
			<td>RASPBERRY PI 3B+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raspberry Pi Cam</td>
			<td>RASPBERRY PI</td>
			<td>RASPBERRY PI CAMERA V2.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>resin</td>
			<td>formlabs</td>
			<td>grey resin 1l</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>screw clamps</td>
			<td>VELLEMAN</td>
			<td>3935-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicon tube 2mm</td>
			<td>Festo</td>
			<td>PUN-H-2X0,4-NT</td>
			<td>for connecting robot to control box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicone Tube 2.5mm</td>
			<td>Schlauch24</td>
			<td>n/a</td>
			<td>for supply tube inlet (https://www.ebay.de/itm/281761715815)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Switches</td>
			<td>MIYAMA</td>
			<td>MS 165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ultrasonic bath</td>
			<td>RND LAB</td>
			<td>605-00034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV chamber</td>
			<td>formlabs</td>
			<td>Form Cure</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum chamber + pump</td>
			<td>COPALTEC</td>
			<td>PURE PERFEKTION</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>weight scale</td>
			<td>KERN-SOHN</td>
			<td>PCB 2500-2</td>
			<td>min. resolution 1g</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

manufacturing, control, and performance evaluation of a gecko-inspired soft robot

يقدم هذا البروتوكول طريقة لتصنيع ومراقبة وتقييم أداء الروبوت الناعم الذي يمكنه تسلق الأسطح المسطحة المنحدرة التي تصل إلى 84 درجة. طريقة التصنيع صالحة لpneunet سريعة الانحناء المحركات بشكل عام ، وبالتالي ، قد تكون مثيرة للاهتمام بالنسبة للقادمين الجدد إلى مجال تصنيع المحرك. ويتحقق التحكم في الروبوت عن طريق مربع التحكم الهوائية التي يمكن أن توفر ضغوطا تعسفية ويمكن بناؤها باستخدام المكونات التي تم شراؤها فقط، وقطع الليزر، والحديد لحام. لأداء المشي للروبوت، تلعب معايرة زاوية الضغط دورًا حاسمًا. لذلك، يتم عرض طريقة شبه آلية للمعايرة زاوية الضغط. في المنحدرات العالية (> 70 درجة) ، لم يعد بإمكان الروبوت إصلاح نفسه بشكل موثوق إلى الطائرة المشي. لذلك ، يتم تعديل نمط المشية لضمان أن القدمين يمكن إصلاحها على متن الطائرة المشي.

Watch this Scientific Journal Video about Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot at JoVE.com

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

يوفر هذا البروتوكول قائمة مفصلة من الخطوات التي يتعين تنفيذها لتصنيع ومراقبة وتقييم أداء التسلق للروبوت الناعم المستوحى من gecko.

التصنيع، والتحكم، وتقييم الأداء من روبوت الناعمة مستوحاة من Gecko

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

تستخدم هذه التقنية مجموعة أدوات روبوتية ناعمة لتصنيع روبوتنا الناعم المستوحاة من Gecko ، والذي يمكن التلاعب به من خلال صندوق تحكم هوائي عالمي. يتيح استخدام روبوت التسلق الناعم مجموعة واسعة من التطبيقات التي تفرض مطالب عالية على الماكينة. على سبيل المثال، لتنظيف المرايا الشمسية أو واجهات ناطحات السحاب.أساسا أي روبوت لينة أخرى يمكن تصنيعها باستخدام هذه الطريقة في أي نظام هوائي يمكن تشغيلها مع مربع وحدة تحكم. تصنيع المحركات يتم في الغالب باليد ويتطلب الممارسة. لا تتوقع أن تعمل تماما على المحاولة الأولى.لإعداد الـ(مسترومر)، أضف خمسة غرامات من مركب "الـ"استرومر" (b)، و45 غراماً من الجزء A لكل مُشغل إلى كوب على توازن. ويحرك محتويات الكوب حتى لا تظهر مناطق بيضاء أو حمراء على حافة الكوب. ثم ضع الكأس في غرفة فراغ لمدة 15 دقيقة لإزالة أي هواء أصبح محاصرًا في الـ اسيمومر أثناء عملية التحريك.وتحميل الـ(مِنْل) المُستَلَدِل في مُحقنة 50 مليلتر إلى الشركة المصنعة للجزء قاعدة أول المشبك لوحة زجاجية الاكريليك مع اثنين من الثقوب المقابلة على القالب وإدراج الحقنة في الحفرة السفلية. الاكتئاب المكبس لتحميل الداسترومر في الساق أو العفن الجذع.عندما يخرج المجمع من الحفرة العليا، وتخفيف المشابك المسمار وسحب لوحة زجاجية الاكريليك جانبية الخروج من القالب. استخدام أداة حادة لثقب أي فقاعات الهواء ارتفاع. ثم إضافة مِنَدّة مُضافة.ثقب فقاعات ارتفاع مرة أخرى ووضع القالب في كان 65 درجة مئوية الفرن. بعد 30 دقيقة تأخذ القالب من الفرن واستخدام سكين القاطع لإزالة الروستومر مقذوف. إدراج ذراع رافعة بين القطع العفن لفتحه دون إتلاف الأسطح الصب وإزالة قطعة المحرك تقريبا من القالب.إذا كان الصب ناجحة، استخدم سكين القاطع لإزالة أي عصابات جاحظ. إلى مصنع من أكواب الشفط والجزء السفلي من الجذع اتبع نفس الإجراء ولكن دون استخدام لوحات إضافية من الزجاج الاكريليك. إلى الشركة المصنعة للجزء السفلي من الساق دفع أنبوب سيليكون من خلال الثقوب في الجزء السفلي من القالب وملء القالب مع elastomer.ثم استخدام ملعقة صغيرة لتوزيع الارصاص إلى زوايا القالب وعلاج القالب في الفرن لمدة 15 إلى 20 دقيقة. عندما يتم تبريد الجزء السفلي من الصب، وملء القالب من الجزء السفلي مع مبتدئ، إلى واحد إلى 1.5 ملليمتر فوق اللايستومر تصلب بالفعل وإدراج كانولا فراشة في قاعدة الصب. بعد وضع علامة على موقع ثقب لتحديد في وقت لاحق، ووضع القاعدة العليا في القالب السفلي واضغط قليلا الجانبين في حمام الاسطون.بعد 10 إلى 15 دقيقة في الفرن، وإزالة المحرك من العفن واستخدام موقع ثقب لتوصيل الجهاز إلى مصدر الضغط لإجراء اختبار التسرب النهائي. لتصنيع الجذع ملء الجزء السفلي مع elastomer ووضع الجزء الأساسي في الجزء السفلي. لإعداد الطرف الانضمام إلى سطح تغطية سطح الانضمام مع elastomer واستخدام الإبر دبوس لإصلاح الأجزاء التي يتعين ضمها على لوحة خشبية.بعد العلاج ، والانضمام إلى أكواب الشفط مع الأرجل تعلق الإبر في الجذع لضمان أن جميع الأجزاء في نفس الطائرة ، ثم كنت الجمعية لمدة 10 إلى 15 دقيقة إضافية. استخدام مفتاح ألين ملليمتر واحد لتوسيع نقطة الإدراج ووضع نهاية أنبوب السيليكون قطرها ثلاثة ملليمتر على فتحة الإدراج. استخدم المفتاح للضغط على الأنبوب في الحفرة وختم المدخل بكمية صغيرة من الـ(مِيَرَمِرِة)ثم علاج الجمعية في الفرن لمدة 10 دقائق أخرى. لإعداد النظام بأكمله يربط أنابيب الإمداد بمداخل جميع المحركات. توصيل أنابيب العرض جزءا لا يتجزأ من الساقين مع أكواب الشفط، واستخدام الإبر دبوس لإرفاق علامات على الروبوت.قم بتوصيل الروبوت بمربع التحكم وتوصيل مصدر ضغط بأقصى ضغط يبلغ 1.2 شريط ومصدر فراغ إلى مربع التحكم. لإجراء تجربة تسلق، ضع الروبوت عند نقطة البداية لطائرة المشي وابدأ التسجيل. اضغط على وظيفة واحدة لتنشيط وحدة تحكم الضغط والسماح للروبوت المشي وتسلق لمدة لا تقل عن ست دورات.اضغط سجل لوقف التسجيل وتأكد من أن الروبوت لن تقع عندما يتم إيقاف وحدة تحكم الضغط. ثم اضغط على وظيفة واحدة لوقف وحدة تحكم الضغط. من الضروري تكييف إجراء المعايرة مع ظروف التشغيل الحقيقية بأكبر قدر ممكن.عند تغيير زاوية الميل من الطائرة المشي، وظروف التشغيل تتغير كذلك. لذلك، يجب أن يكون منحنى ضغط الزاوية إعادة معايرة لكل ميل. بعد إعادة المعايرة في هذا التحليل، لم يكن الروبوت أسرع فقط كان قادرا على تسلق المنحدرات أكثر انحدارا في حين تستهلك طاقة أقل.في هذه الصور، تظهر حركة الروبوت لزاوية 48 درجة. كما يتضح من أداء التسلق للروبوت وتحسنت بشكل ملحوظ بعد إعادة معايرة التحول في الموقف في غضون نفس الفترة الزمنية هو تقريبا ضعف كبير. كما لاحظنا مع أكواب الشفط، يمكن إنتاج أشكال معقدة مختلفة مع هذا الأسلوب التصنيع.حتى أولئك الذين يعانون من اضعف. عند الانضمام إلى أجزاء الفردية، من المهم جدا أن حليف في نفس الطائرة، وإلا فإن القدرة على التسلق من الروبوت سوف تنخفض بشكل كبير. الروبوت هو منصة مثيرة للاهتمام للبحث عن استراتيجيات الحركة الجديدة.على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تشغيل منحنى من قبل هذا الروبوت بطرق مختلفة جدا.

Research

JoVE Journal

Engineering

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

دراسة تجربة الكسارة السيفون ومحاكاة لمفاعل للأبحاث

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Detecting the Water-soluble Chloride Distribution of Cement Paste in a High-precision Way

الكشف عن توزيع الأسمنت لصق كلوريد للذوبان في الماء بطريقة عالية الدقة

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a ...

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

وحدات تصميم وإنتاج روبوت ذكي يستند إلى استراتيجية لمراقبة مغلقة

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

Structural Design and Manufacturing of a Cruiser Class Solar Vehicle

التصميم الهيكلي والتصنيع من طراد فئة السيارة الشمسية

Cruisers are multi-occupant solar vehicles that are conceived to compete in long-range (over 3,000 km) solar races based on the best compromise between ...

Studying Large Amplitude Oscillatory Shear Response of Soft Materials

دراسة استجابة متذبذبة القص السعة الكبيرة من مواد لينة

We investigate the sequence of physical processes exhibited during large amplitude oscillatory shearing (LAOS) of polyethylene oxide (PEO) in dimethyl ...

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

تصنيع وتصميم المواد المركبة عاليه الأداء المستندة إلى الخشب

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber ...

Rapid Manufacturing of Thin Soft Pneumatic Actuators and Robots

التصنيع السريع من المشغلات الهوائية لينه رقيقه والروبوتات

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a ...

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes for Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing (Video) | JoVE 

الأقطاب الكهربائية اللينة القائمة على قناة الموائع الدقيقة وتطبيقاتها في استشعار الضغط السعوي

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most ...

Sensitivity Enhancement of Soft Capacitive Pressure Sensors Using a Solvent Evaporation-Based Porosity Control Technique

تعزيز حساسية مستشعرات الضغط السعوي اللينة باستخدام تقنية التحكم في المسامية القائمة على تبخر المذيبات

Soft pressure sensors play a significant role in developing &#34;man-machine&#34; tactile sensation in soft robotics and haptic interfaces. Specifically, ...

Design and Optimization Strategies of a High-Performance Vented Box

استراتيجيات التصميم والتحسين لصندوق تنفيس عالي الأداء

This study aims to solve the problems of air flow chaos and poor performance in a vented box caused by the heterogeneous distribution of airflow through ...