Als je een avocado, perzik of tomaat kort even knijpt, weet je op hij rijp is. Dit doet een zachte robothand ook, bijvoorbeeld tijdens geautomatiseerde oogst. Tot nu toe had zo'n grijper sensoren in zijn 'vingers' nodig om te bepalen of het fruit rijp genoeg was. Shibo Zou en Bas Overvelde van de Amolf Soft Robotic Matter Group hebben een externe methode ontwikkeld om de interactie van zachte robots met hun omgeving te meten die geen ingebouwde sensoren vereist. Bovendien kan de techniek eenvoudig worden toegepast op een reeks bestaande zachte robots. Het onderzoek werd op 15 januari 2024 gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
"Hoe kunnen we zachte robots iets laten voelen zonder ingebouwde sensoren? Dat kunnen we door de druk extern te meten", legt Bas Overvelde uit. Samen met onderzoeker Shibo Zou uit zijn groep en onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven ontwikkelde hij een systeem om extern te meten hoe de vingers van zachte robots reageren op interacties met de omgeving.
De onderzoekers doen dit door de luchtdruk te meten die nodig is om de vingers van de robot te bewegen. Dat komt omdat de vingers iets vastgrijpen terwijl ze opgeblazen worden als een ballon. Als ze tijdens het grijpproces iets tegenkomen, kost het meer kracht om ze op te blazen, net zoals het je meer moeite kost om een ballon op te blazen als je er tegelijkertijd druk op uitoefent. De hoeveelheid extra kracht die nodig is, kan extern worden gemeten, wat betekent dat sensoren in de robotvingers niet langer nodig zijn.
Een van de door de onderzoekers aangepaste zachte grijpers kan tomaten plukken. De robot grijpt een tomaat met vier zachte vingers en plukt deze vervolgens door hem te draaien. Door de druk tijdens het grijpproces te meten, weet de robot of hij de tomaat goed vasthoudt. De robotarm kan ook tomaten sorteren. In het geval van een overrijpe tomaat meet het systeem minder druk dan bij een rijpe tomaat en legt als gevolg de overrijpe tomaat opzij.
Breed toepasbaar
Al deze beslissingen en acties worden bepaald door de drukregelaar die de onderzoekers hebben ontwikkeld. Dankzij dit externe apparaat zijn sensoren in de vingers niet langer nodig. "Sensoren zijn hard, en dat is niet ideaal voor zachte robotvingers. Bovendien moet je voor elke toepassing nieuwe sensoren ontwikkelen die ook geschikt moeten zijn voor gebruik in voedsel- of medische toepassingen bijvoorbeeld. We hebben een plug-and-play (retrofit) systeem ontwikkeld en aangetoond dat het op een breed scala aan zachte robots kan worden gebruikt zonder dat veel aanpassingen nodig zijn", legt Overvelde uit. Het plukken van tomaten is slechts één toepassing.
Voor meer informatie:
Amolf Soft Robotic Matter Group
Postbus 41883
1009 DB Amsterdam
Tel: +31 (0)20 754 7100
info@amolf.nl
https://amolf.nl/