보코 공원 코프: 최근' 과학 로봇학' 에 발표된 한 논문에서 이런 밸브를 묘사했다. Rothemund 와 Preston 외에도 이 연구는 Alar Ainla, Lee Belding, Sarah Kurihara (화학과 화학생물학학과), Zhigang Suo (Kavli Bionano 기술연구소), White 가 진행했습니다. 사람들은 다양한 종류의 소프트 로봇을 많이 만들었습니다. 마지막으로, 이 모든 로봇은 하드 밸브에 의해 제어됩니다. 우리의 아이디어는 이러한 제어 기능을 로봇 자체에 이식하여 더 이상 단단한 외부 부품이 필요하지 않게 하는 것입니다. 이 밸브는 두 가지 간단한 아이디어를 결합합니다. 첫째, 필름은 "popper" 장난감과 비슷합니다. 둘째, 이 파이프를 비틀면 정원 호스를 비틀어 물의 흐름을 막는 것과 같습니다. Preston 과 Rothemund 가 시연한 판막은 실린더 안에 세워져 있고, 원통은 실리콘 막으로 분리되어 상강과 하강을 형성한다.
그것이 물체에 떨어졌을 때, 밸브가 닫히고, 집게가 자동으로 작동한다. 사진: 하버드 대학
아래쪽 캐비티에 압력을 가하면 막이 배출되고, 압력이 해제되고, 다시 "정적" 상태로 배출됩니다. 각 포켓에는 막이 방향을 전환할 때 밸브를 효과적으로 열거나 닫을 수 있도록 비틀 수 있는 파이프도 포함되어 있습니다. 어느 방향으로 향하든 상관이나 하관이 매듭을 짓게 되므로 탄환할 때 하관이 구부러지고 공기가 하관을 통과하지 않습니다. 필름이 튀어나올 때, 상관은 비틀어지고 하관은 끊어지고, 공기는 하관을 통과할 수 있다. 우리는 이 두 상태 사이를 앞뒤로 전환할 수 있다. 출력을 전환하다. 프레스턴과 로더몬드는 어떤 면에서는 이 밸브가 소프트 로봇의 새로운 방법을 대표한다고 말했다. 지금까지 이 분야의 대부분의 작업은 소프트 수술 견인기 역할을 하거나 잡을 수 있는 기능성 제조 로봇에 집중되어 있다. 로더몬드와 프레스턴은 이 밸브가 어떤 수의 장비에도 사용할 수 있는 핵심 부품이라고 생각한다.
이 방법은 어떤 소프트 액츄에이터에도 적용되며 고정장치를 만드는 방법에 대한 질문에 답하지 않지만, 뒤로 물러서서 많은 소프트 로봇의 팽창 및 수축 원리가 동일하기 때문에 이 밸브는 모두 사용할 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 프레스턴과 로더몬드는 자동으로 밸브를 조정하여 물체를 잡는 것과 같은 동작을 수행할 수 있다. 한 데모에서는 밸브가 멀티손가락 고정 장치로 설계되었지만 작은 통풍구가 추가되어 밸브 하단의 포켓에서 공기 압력이 방출됩니다. 그러나 클램프가 테니스공 위로 떨어지면 통풍구가 닫히면서 하단 포켓이 증압되고 밸브가 가동되며 클램프가 작동합니다. 그래서 이 기술은 이 기능을 로봇에 통합했습니다. 예전에 어떤 사람이 집게를 만들었는데, 항상 거기에 서서 집게가 다가오는 것을 보고 시작한다. 이것은 자동입니다.
이 팀은 또한 "피드백" 시스템을 구축할 수 있으며, 단일 안정된 압력이 제공되면 밸브가 상태 간에 빠르게 진동할 수 있습니다. 본질적으로 이 시스템은 공기압력을 상강실에서 하강실로 전달한다. 밸브가 상승 위치로 튀어나오면 압력을 차단하고, 하단 포켓이 배출되고, 압력이 해제되고, 막이 하강 위치로 되돌아가 다시 순환이 시작됩니다. 우리는 막이 위로 뒤집히는 압력이 막이 아래로 뒤집히는 데 필요한 압력과 다르다는 사실을 이용했기 때문에 출력을 밸브 자체에 피드백할 때 이런 진동 동작을 얻을 수 있었습니다. 이 동작을 통해 팀은 단일 입력 압력을 받는 단일 밸브를 기반으로 이동할 수 있는 간단한' 척척' 로봇을 만들 수 있습니다. 일정한 압력 하에서, 우리는 이런 걷기 동작을 할 수 있고, 우리는 이런 걷기를 전혀 통제할 수 없다. 우리는 하나의 압력만 입력하면 스스로 걸을 수 있다.
앞으로 더 많은 일을 해서 이 밸브를 더욱 개선하여 다른 용도와 다른 기하학에 적응할 수 있도록 해야 한다. 이것은 단지 박막으로 만든 데모일 뿐이다. 이 쌍 안정 동작을 보여주는 많은 다른 형상이 있습니다 ... 이제 원하는 응용 프로그램에 따라 로봇을 디자인하고 로봇에 적용하는 것을 고려할 수 있습니다. 프레스턴은 또한 이 밸브를 탐구하기를 원했다. 왜냐하면 그것은 항상 두 가지 상태 중 하나이기 때문이다. 트랜지스터로 논리 회로를 형성할 수 있을까. 어느 정도는 트랜지스터와 비슷하다. 압력을 입력하고 출력을 변환할 수 있습니다 ... 이런 의미에서, 우리는 그것을 완전히 부드러운 컴퓨터의 일부로 볼 수 있다.