Með framúrskarandi sveigjanleika og aðlögunarhæfni eru mjúk uppblásanleg vélmenni að verða ljós framtíðarinnar í mörgum forritum. Hins vegar hefur það verið erfið áskorun að samþætta skynjunar- og stjórnkerfi óaðfinnanlega í þessi vélmenni, þar sem það verður að gera það án þess að skerða mýkt vélmennisins, formþáttinn eða frammistöðu vélmennisins.
Rannsóknarteymi undir forystu prófessors Jiyun Kim (deild nýrra efnisverkfræði, UNIST) og prófessors Jonbum Bae (deild vélaverkfræði, UNIST) hefur gert gríðarlega byltingu á þessu sviði með því að þróa nýstárlega lausn sem kallast "mjúkur loki" " tækni, sem gerir fulla samþættingu skynjara og stjórnventla. Á meðan viðhaldið er mýkt vélmennisins.
Hefð hefur líkami mjúks vélmenna þurft að vera samhliða stífum rafeindahlutum til að virkja skynjunaraðgerðir. Þessi áskorun hefur leitt til „soft valve“ tækni, samþættrar lausnar sem blandar saman skynjurum og stjórnlokum án þess að hindra mýkt vélmennisins. Tæknin notar mjúka hliðræna skynjara og stjórnventla, íhluti sem þurfa ekki rafmagn til að starfa.
Þessir pípulaga íhlutir hafa tvöfalda virkni: þeir geta greint utanaðkomandi áreiti, en nota loftþrýsting til að stjórna nákvæmlega hreyfingum vélmennisins.
Þessi bylting þýðir að mjúk vélmenni þurfa ekki lengur að reiða sig á stífa rafeindaíhluti til að skynja og stjórna. Hefðbundin mjúk vélmenni eru með sveigjanlegan líkama, en þurfa oft harða rafeindaíhluti til að greina áreiti og stjórna akstri. Hins vegar hefur tilkoma mjúkra ventlatækninnar veitt þessum vélmennum meira sjálfræði og aðlögunarhæfni.
Þessar rannsóknir koma einnig með fjölbreytt úrval af umsóknarmöguleikum. Rannsóknarteymið bjó til alhliða tangir sem geta gripið snjallt viðkvæma hluti, eins og kartöfluflögur, og forðast möguleikann á of miklum krafti sem getur valdið broti þegar hefðbundin stíf vélmenni taka upp hluti.
Að auki hefur rannsóknarhópurinn þróað vélmenni með olnbogaaðstoð með góðum árangri sem eru hönnuð til að draga úr álagi á vöðva þegar unnið er að endurteknum verkefnum eða verkum sem krefjast erfiðrar handleggsvirkni. Þessar olnbogastoðir stilla sig sjálfkrafa að beygjuhorni handleggs einstaklingsins, draga úr streitu að meðaltali um 63 prósent og gera vélmennið þægilegra.
Meginreglan um mjúka lokatækni er að nota loftflæðið í pípulaga uppbyggingunni til að starfa. Þegar spenna er beitt á annan enda rörsins þjappar innri þráðurinn því saman og stjórnar þannig innstreymi og útstreymi gass. Þessi einstaka hreyfing, líkt og harmonikku, gerir nákvæma og sveigjanlega hreyfingu vélmenna kleift án þess að þurfa rafmagn.
Rannsóknarteymið komst einnig að því að með því að forrita uppbyggingu eða fjölda þráða í rörinu gætu þeir stjórnað breytingum á loftflæði nákvæmlega. Þessi forritanleiki gerir kleift að sníða vélmennið að mismunandi aðstæðum og kröfum á meðan það er sveigjanlegt til að bregðast við utanaðkomandi kröftum.
Prófessor Bae sagði: "Þessi nýþróuðu íhluti er auðvelt að forrita með efni til að nota án þess að þörf sé á rafeindatækni. Þessi bylting mun stuðla mjög að framgangi ýmissa kerfa sem hægt er að nota."
Þessi byltingarkennda tækni fyrir mjúka loka markar stórt skref í átt að því að gera sjálfvirkan rekstur fullmjúkra, rafeindalausra vélmenna kleift, mikilvægur áfangi í að auka öryggi og aðlögunarhæfni í mörgum atvinnugreinum. Niðurstöðurnar, sem birtar eru í tímaritinu Nature Communications, opna nýja möguleika fyrir framtíð mjúkrar vélfærafræði. Gert er ráð fyrir að þessi tækni gegni lykilhlutverki í heilbrigðisþjónustu, framleiðslu og mörgum öðrum sviðum, og færi meiri þægindi og nýsköpun í líf okkar og starf.