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ロボット工学およびウェアラブルデバイスのためのエレクトロード型クラッチの再設計|ニュース

チームはその作品を論文で提示しました。多層アーキテクチャを備えた高性能エレクトロード型クラッチ、」2月14日にジャーナルに公開されました 科学の進歩。コルゲートは論文の対応する著者でした Bekir Aksoy、のポスドク研究者 ロボットおよびバイオシステムのセンター、論文の最初の著者でした。 EAクラッチはロボット工学と人間コンピューターインターフェイスに独自の利点を提供しますが、最大の欠点の1つは、従事したときの不均一な力分布による失敗です。 これを解決するために、チームは高度なイメージング技術を使用して、ストレス下でクラッチを監視しました。彼らはクラッチの片側を透明にし、それがどのように変形し、最終的に失敗したかを観察できるようにしました。チームは、クラッチが関与していると、ストレスが表面全体に不均一に蓄積し、亀裂や重要なポイントでの剥離につながることを発見しました。 「私たちは、力が表面全体に均等に分布していなかったために故障がしばしば起こったことを発見しました」とアクセイは言いました。 「私たちは、ストレスをより均等に広めるのを助けるために柔らかい層間層を含む多層構造でクラッチを再設計しました。」 新しいデザインは前面のストレスを軽減しましたが、背面を剥がしました。これに対処するために、チームは接着層を中間層を超えて拡張し、ストレスを徐々に分布させる「尾」を作成し、剥離を防ぎました。 「これは大きな前進です」とアクセイは言いました。 「クラッチの力の出力を改善しただけでなく、低電力消費が重要なアプリケーションにとって重要なエネルギー効率を高めました。」 有望な用途の1つは、コルゲートの研究室で開発された指のリハビリテーションのウェアラブルデバイスです。重量はわずか28ミリグラムで、リング型のデバイスは筋肉トレーニングに制御された耐性を提供します。これは、脳卒中、関節炎、パーキンソン病などの状態から回復する人々を助ける可能性があります。 安全で軽量なエクササイズデバイスは、手の中のインターセイ筋を標的にすることにより、手のリハビリテーションを支援するように設計されています。このデバイスには、それぞれが多層EAクラッチと同様に機能する28ミリグラムの重量がわずか28ミリグラムです。 デバイスがこれらの筋肉をどれだけうまく伸ばすのに役立つかをテストするために、チームは10人の参加者との実験を実施しました。各参加者は、インデックス、ミドル、リング、ピンキーの指でEAリングを着用していました。彼らは、手のひらを柔らかいラバーパッドの上に置いて、快適に手のひらを置きながら、滑らかで可動のガラスの表面に指を置きました。モーターがガラスを静かに横に移動し、リングの1つが作動すると、対応する指が動いている表面に突き刺されました。これにより、アクティブな指と非アクティブな指の間にストレッチが生まれ、最小限の労力で手の筋肉を優しく作業しました。 リハビリテーションを超えて、EAクラッチは仮想現実（VR）と拡張現実（AR）の経験を強化することもできます。クラッチの軽量で柔軟な性質により、VR環境とAR環境での触覚フィードバックを提供するのに理想的であり、ユーザーがより没入型で応答性の高いエクスペリエンスを提供します。また、高度なロボット工学の力制御を改善し、ロボットがより適応性があり、複雑なタスクを実行できるようにすることができます。 「私たちはまだ初期段階にありますが、この技術の可能性は膨大です」とアクセイは言いました。 「クラッチの洗練を続け、ロボット工学、ヘルスケア、消費者のデバイスでのアプリケーションを調査し続けることに興奮しています。」 #ロボット工学およびウェアラブルデバイスのためのエレクトロード型クラッチの再設計ニュース