Concours de conception Créer le futur 2021 :Gagnant de la catégorie Fabrication/Robotique/Automatisation — Robot marcheur souple sans électronique

Université Dylan Drotman de Californie, San Diego

Gagnant d'une station de travail HP

Ce robot mou à quatre pattes n'a pas besoin d'électronique pour fonctionner - seulement une source constante d'air sous pression pour toutes ses fonctions, y compris ses commandes et ses systèmes de locomotion. Les applications incluent des robots qui peuvent fonctionner dans des environnements où l'électronique ne peut pas fonctionner, comme les machines IRM ou les puits de mine. Les robots mous présentent un intérêt particulier car ils s'adaptent facilement à leur environnement et opèrent en toute sécurité à proximité des humains.

La plupart des robots mous sont alimentés par de l'air sous pression et sont contrôlés par des circuits électroniques; Cependant, cette approche nécessite des composants complexes tels que des circuits imprimés, des vannes et des pompes, souvent à l'extérieur du corps du robot. En revanche, le nouveau robot est contrôlé par un système léger et peu coûteux de circuits pneumatiques, composé de tubes et de vannes souples à bord du robot lui-même. Le robot peut marcher sur commande ou en réponse à des signaux qu'il détecte dans l'environnement.

La puissance de calcul du robot imite à peu près les réflexes des mammifères qui sont entraînés par une réponse neuronale de la colonne vertébrale plutôt que du cerveau. Pour imiter ces réflexes, un système de valves a été créé qui agit comme un groupe d'oscillateurs, contrôlant l'ordre dans lequel l'air sous pression pénètre dans les muscles pneumatiques des quatre membres du robot. Un composant coordonne la démarche du robot en retardant l'injection d'air dans les jambes du robot.

Le robot est également équipé de capteurs mécaniques simples - de petites bulles molles remplies de fluide placées au bout de flèches dépassant du corps du robot. Lorsque les bulles sont déprimées, le fluide fait basculer une vanne dans le robot qui le fait inverser la direction. Le robot est équipé de trois vannes agissant comme des onduleurs qui provoquent la propagation d'un état de haute pression dans le circuit pneumatique, avec un retard à chaque onduleur.

Chacune des quatre jambes du robot a trois degrés de liberté alimentés par trois muscles. Les jambes sont inclinées vers le bas à 45 degrés et composées de trois chambres cylindriques pneumatiques parallèles et connectées avec soufflet. Lorsqu'une chambre est sous pression, le membre se plie dans la direction opposée. En conséquence, les trois chambres de chaque membre fournissent une flexion multi-axes nécessaire à la marche.

À l'avenir, le robot serait amélioré pour marcher sur des terrains naturels et des surfaces inégales, lui permettant de naviguer sur une variété d'obstacles. Cela nécessiterait un réseau de capteurs plus sophistiqué et, par conséquent, un système pneumatique plus complexe.

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Lire une interview exclusive sur le Web avec le chercheur Dylan Drotman.

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MENTION HONORABLE

Le projet Armature

Université des sciences et technologies du sud de Taïwan, Taïwan

Un bras prothétique appelé AI Armature utilise l'intelligence artificielle et la vision par ordinateur via des lunettes intelligentes. Un système de contrôle gestuel réduit l'effort nécessaire aux amputés du membre supérieur pour actionner leur main prothétique.

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Échelle cosmique

Alexandre Junqueira et Erick Mascagni Ferdinando, Konker Labs, Sao Paulo, Brésil

Cosmic Scale utilise les données d'atténuation des muons cosmiques pour générer des informations 3D continues sur de grandes structures. Comme les muons sont librement disponibles partout sur Terre, cela peut être fait pratiquement n'importe où.

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Combinaison de fauteuil roulant Mo

Vasilatos Ianis, Oradea, Roumanie

Le fauteuil roulant Mo est une solution légère qui augmente la capacité d'une personne à prendre sa chaise sur des surfaces humides, boueuses ou rugueuses sans causer de stress excessif sur l'environnement physique ou la personne qui utilise la chaise. Il peut être démonté ou plié rapidement à une taille suffisamment petite pour le transport.

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Revêtement silicone sans solvant SLY-OFF™ SL 184

Na Li, Zhenbin Niu, Pierre Chevalier, Thomas Davidian, Alex Knott, Nathalie Gerard, Alexandros Manikis, Alberto Petrosino, Brennan Macmillan, Celine Vlemincq et Xiaoyun Chen, Dow Chemical Co., Midland, MI

Il s'agit d'un additif anti-buée et d'une formulation de revêtement avec une génération de brouillard 28 fois inférieure au seuil de niveau de brouillard industriel pour les applications de revêtement et d'étiquetage à libération rapide.

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Découvrez les autres gagnants de cette année :

• GAGNANT DU GRAND PRIX
• AÉRONAUTIQUE ET DÉFENSE
• AUTOMOBILE/TRANSPORT
• CONCEPTION DE PRODUITS DE CONSOMMATION
• ÉLECTRONIQUE/CAPTEURS/IOT
• MÉDICAL
• TECHNOLOGIES DURABLES/ÉNERGIE DU FUTUR