הבד הרובוטי הרב-תכליתי שיכול לשמש לרובוטיקה רכה ומכשירים רפואיים

This post is also available in: English (אנגלית)

צוות של מדענים באוניברסיטת Nanyang Technological University בסינגפור פיתח בד רב-תכליתי בהדפסת תלת-מימד, אשר יכול להיות גמיש ולהפוך לקשיח בפקודה. הפיתוח, שנקרא RoboFabric, מבוסס על טכנולוגיה המשלבת סידור גיאומטרי, הדפסה תלת-ממדית ושליטה רובוטית, ומאפשר ייצור מהיר של דברים כמו מכשור רפואי ורובוטיקה רכה.

עיצוב הבד שואב השראה מהשריון של הארמדיל, כאשר אריחים בהדפסת תלת-מימד מתחברים זה לזה לפי אלגוריתם מתמטי מתקדם באמצעות סיבי מתכת השזורים דרך תעלות צרות, או על ידי מעטפת רכה חיצונית המשתמשת בלחץ אוויר שלילי או ואקום. כאשר הסיבים מתכווצים, האריחים משתלבים זה בזה כדי לייצר מקשה חזקה ויציבה.

אחד התוצרים שהצוות פיתח מ-RoboFabric, הוא שרוול תמיכה במרפק אשר יכול לסייע בנשיאת משקל כבד כאשר הוא נמצא במצב קשיח. הצוות מדמיין עתיד בו ניתן להשתמש ב-RoboFabric כדי להחליף את השימוש בגבס כדי לקבע שברים, ולהשתמש בשרוול שיכול לתמוך בשבר כשהוא קשה, אך להישלף בקלות כשהוא גמיש.

כדי לייצר מכשיר תומך מפרקים מותאם אישית לאדם אליו מיועד, ניתן להעלות סריקה תלת-ממדית של פרק כף היד או המרפק לתוכנה, אשר באמצעות אלגוריתם מיוחד, מייצרת באופן אוטומטי ממודל התלת-מימד אריחים גיאומטרים רבים שניתן להדפיס במדפסת תלת-ממד תוך שעה. לאחר מכן, סיבי מתכת מושחלים דרך האריחים ומחוברים להתקן חשמלי המסוגל לכוונן במהירות את מתח הכבלים. נכון לעכשיו, תהליך ההשחלה הוא ידני, אבל הצוות צופה שיהפוך לאוטומטי בעתיד.

על פי אתר TechXplore, דרך נוספת בה ניתן להשתמש ב-RoboFabric היא עבור רובוטים וכטב"מים. לדוגמה, במאמר שפרסמו בכתב העת Science Robotics, הם הדגימו רובוט מיניאטורי המורכב מחוליות גמישות בצורת גל העטופות במעטפה אלסטית. על ידי הפעלת ואקום, RoboFabric יכול לעבור בין מצב נוקשה, המאפשר תמיכה מבנית, למצב רך, המאפשר גמישות. יכולת זו נותנת לרובוט יכולת לזחול כמו תולעת או לשחות במים, לשאת מטענים קטנים או לייצר מעטפת הגנתית סביב חפצים שבירים. יישום נוסף של הטכנולוגיה בעולמות הרובוטיקה היא לשלב ארבעה רובוטים קטנים כדי לייצר תפסן המחובר לרחפן, הדומה לידית אוחזת במכונות משחק. התפסן יכול גם להיאסף ולשמש כסופג זעזועים במהלך נחיתות רחפן כשהוא מקופל. במצבו הרך, התפסן מתקפל בצורה מסודרת לתוך גוף הרחפן מבלי להפריע ליכולות הטיסה שלו.

ממצאי הצוות מפורסמים גם ב- Advanced Materials