Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh zijn erin geslaagd zogeheten soft robots te ontwikkelen die na geprint te zijn, zelfstandig uit de 3D-printer lopen. De robots worden aangedreven met perslucht, en bevatten geen elektronische componenten.
Soft robots zijn robots die gemaakt zijn van flexibele en zachte materialen. Dit in tegenstelling tot de traditionele harde materialen zoals metaal of plastic. Dankzij hun flexibiliteit kunnen ze buigen, rekken en vervormen, wat hen in staat stelt om door nauwe ruimtes te navigeren en zich aan te passen aan verschillende omgevingen. Deze eigenschappen maken ze onder meer veilig voor interactie met mensen, wat hen bijzonder geschikt maakt voor toepassingen in de gezondheidszorg en revalidatie.
Soft robots worden vaak geïnspireerd door biologische organismen, zoals octopussen en wormen, waardoor ze complexe bewegingen kunnen uitvoeren. Potentiële toepassingen zijn divers en variëren van medische hulpverlening en zoek- en reddingsoperaties tot de entertainmentindustrie.
Geen gestandaardiseerd productieproces
Een gestandaardiseerd productieproces voor soft robots ontbreekt echter. Doordat de productie tot nu toe specialistische kennis vereiste, was dit proces daarnaast duur. Deze belemmeringen stonden een brede implementatie van soft robots in de praktijk in de weg.
Om deze uitdagingen te overwinnen ontwikkelden de onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh een goedkope bureaumodel 3D-printer, specifiek voor het produceren van soft robots. De printer is vervaardigd uit standaard en breed beschikbare componenten, die verkrijgbaar zijn voor minder dan 400 pond (omgerekend zo’n 475 euro). De onderzoekers noemen de printer de ‘Flex Printer’.
Soft robot zonder elektronische componenten
Het team laat de mogelijkheden van de 3D-printer zien door het printen van een soft robot die zelfstandig uit de 3D-printer kan lopen. In de praktijk bevatten veel soft robots elektronische componenten. Doordat deze componenten niet met een 3D-printer geproduceerd kunnen worden, is het in de meeste gevallen nodig een soft robot na het printproces te voorzien van componenten voordat deze kan bewegen.
Bij de soft robots die de onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh hebben ontwikkeld is dat niet het geval; de robots hoeven uitsluitend op perslucht te worden aangesloten om in beweging te kunnen komen. Dit stelt de robots in staat om zonder nabewerking na het printproces zelfstandig uit de printer te lopen. De soft robot die de onderzoekers hebben ontwikkeld is ongeveer net zo groot als een handpalm.
Ontwerp vrij beschikbaar
De universiteit meldt dat voor het vervaardigen van de printer geen specialistische kennis nodig is en ook gebruikers zonder eerdere ervaring hiermee aan de slag kunnen. De bouw en ingebruikname van de printer neemt naar verluidt slechts enkele dagen in beslag.
Het ontwerp van de Flex Printer is door de onderzoekers op internet vrij beschikbaar gemaakt. De onderzoekers willen zo de toegang tot soft robots verbreden en hopen dat derden willen bijdragen aan de verdere ontwikkeling van de printer.
‘Game-changer’
“Het kostte vroeger jaren om uit te vogelen hoe je met deze materialen kon printen. Met ons nieuwe platform kan nu iedereen gemakkelijk dingen printen die voorheen onmogelijk werden geacht. Dit is een game-changer voor zowel ingenieurs als kunstenaars. We hopen dat deze technologie de volgende golf van onderzoeksdoorbraken zal stimuleren. Zonder de lang bestaande productie- en ontwerpknelpunten die het tegenhouden, geloven we dat soft robotics klaar is om een grote impact op de echte wereld te maken,” zegt Maks Gepner, hoofdingenieur van het project.
Gepner kreeg ondersteuning van Jonah Mack. Beiden zijn promovendi in het Centre for Doctoral Training in Robotics and Autonomous Systems. De leidinggevende academicus is Professor Adam A. Stokes, hoofd van het Institute for Bioengineering aan de Universiteit van Edinburgh. Meer informatie over het project is hier te vinden.
