TPU (טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטאַן)האט אויסגעצייכנטע אייגנשאפטן ווי בייגיקייט, עלאַסטיסיטי, און טראָגן קעגנשטעל, מאכן עס וויידלי געניצט אין שליסל קאַמפּאָונאַנץ פון מענטשלעך ראָבאָץ ווי יקסטיריער קאַווערידזשיז, ראָבאָטישע הענט, און טאַקטיל סענסאָרס. אונטן זענען דיטיילד ענגליש מאַטעריאַלס סאָרטירט פון אַטאָריטיוו אַקאַדעמיק פּאַפּירן און טעכניש ריפּאָרץ: 1. **דיזיין און אַנטוויקלונג פון אַן אַנטראָפּאָמאָרפיק ראָבאָטישע האַנט ניצןטפּו מאַטעריאַל** > **קורץ**：די דא פאָרגעשטעלטע אַרבעט גייט אויף צו סאָלווען די קאָמפּלעקסיטעט פון אַן אַנטראָפּאָמאָרפֿישער ראָבאָטישער האַנט. ראָבאָטיקס איז איצט די מערסט אַוואַנסירטע פעלד און עס איז שטענדיק געווען אַ כוונה צו נאָכמאַכן מענטשלעכע אַקטואַציע און נאַטור. אַן אַנטראָפּאָמאָרפֿישער האַנט איז איינער פון די צוגאַנגען צו נאָכמאַכן מענטשלעכע אָפּעראַציעס. אין דעם אַרבעט, איז די געדאַנק פון אַנטוויקלען אַן אַנטראָפּאָמאָרפֿישער האַנט מיט 15 גראַדן פון פרייהייט און 5 אַקטואַטאָרן אויסגעאַרבעט געוואָרן, ווי אויך די מעכאַנישע פּלאַן, קאָנטראָל סיסטעם, קאָמפּאָזיציע און באַזונדערקייטן פון דער ראָבאָטישער האַנט זענען דיסקוטירט געוואָרן. די האַנט האט אַן אַנטראָפּאָמאָרפֿיש אויסזען און קען אויך דורכפירן מענטשלעכע פאַנגקשאַנאַליטעטן, למשל, גרייפן און האַנט געשטן רעפּרעזענטאַציע. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די האַנט איז דיזיינד ווי איין טייל און דאַרף נישט קיין סאָרט פון פֿאַרזאַמלונג און עס ווייזט אַן אויסגעצייכנטע וואָג הייבן קאַפּאַציטעט, ווייַל עס איז געמאַכט פון פלעקסאַבאַל טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטאַן.(TPU) מאַטעריאַל, און איר עלאַסטיסיטי זאָרגט אויך אַז די האַנט איז זיכער פֿאַר אינטעראַקציע מיט מענטשן אויך. די האַנט קען ווערן גענוצט אין אַ מענטשלעכן ראָבאָט ווי אויך אין אַ פּראָסטעטישער האַנט. די באַגרענעצטע צאָל אַקטואַטאָרן מאַכט די קאָנטראָל פּשוטער און די האַנט לייטער. 2. **מאָדיפיקאַציע פון אַ טערמאָפּלאַסטישער פּאָליורעטאַן ייבערפלאַך פֿאַר שאַפֿן אַ ווייכן ראָבאָטישן גריפּער מיט אַ פיר-דימענסיאָנאַלער דרוק מעטאָדע** > איינער פון די וועגן פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון פונקציאָנעלער גראַדיענט אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג איז די שאַפונג פון פיר-דימענסיאָנאַלע (4D) געדרוקטע סטרוקטורן פֿאַר ווייכן ראָבאָטישן גריפּער, דערגרייכט דורך קאַמביינינג פיוזד דעפּאָזיציע מאָדעלינג 3D דרוקן מיט ווייכע הידראָגעל אַקטואַטאָרן. די אַרבעט פֿאָרשלאָגט אַ קאָנצעפּטואַלן צוגאַנג צו שאַפֿן אַן ענערגיע-אומאָפּהענגיקן ווייכן ראָבאָטישן גריפּער, באַשטייענדיק פון אַ מאָדיפֿיצירטן 3D געדרוקטן האָלדער סאַבסטראַט געמאַכט פון טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטאַן (TPU) און אַן אַקטואַטאָר באַזירט אויף אַ דזשעלאַטין הידראָגעל, וואָס אַלאַוז פּראָגראַמירטע היגראָסקאָפּישע דעפאָרמאַציע אָן ניצן קאָמפּלעקסע מעכאַנישע קאַנסטרוקציעס. > > די נוצ פון א 20% דזשעלאַטין-באַזירט הידראָגעל גיט ווייכע ראָבאָטישע ביאָמימעטישע פונקציאָנאַליטעט צו דער סטרוקטור און איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דער אינטעליגענטער סטימולוס-רעספּאָנסיווער מעכאַנישער פונקציאָנאַליטעט פון דעם געדרוקטן אָביעקט דורך רעאַגירן צו געשוואָלענע פּראָצעסן אין פליסיקע סביבות. די געצילטע ייבערפלאַך פונקציאָנאַליזאַציע פון טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטהאַן אין אַן אַרגאָן-זויערשטאָף סביבה פֿאַר 90 סעקונדעס, מיט אַ מאַכט פון 100 וואט און אַ דרוק פון 26.7 פּאַ, פאַסילאַטירט ענדערונגען אין זיין מיקראָרעליעף, אַזוי ימפּרוווינג די אַדכיזשאַן און פעסטקייט פון די געשוואָלענע דזשעלאַטין אויף זיין ייבערפלאַך. > > די רעאַליזירטע קאָנצעפּט פון שאַפֿן 4D געדרוקטע ביאָקאָמפּאַטיבלע קאַם סטרוקטורן פֿאַר מאַקראָסקאָפּיש אונטערוואַסער ווייכע ראָבאָטישע גריפּינג קען צושטעלן ניט-ינוואַזיווע לאָקאַלע גריפּינג, טראַנספּאָרטירן קליינע אָביעקטן, און מעלדונג ביאָאַקטיווע סאַבסטאַנסאַז ביי געשוואָלן אין וואַסער. דער רעזולטאַט פּראָדוקט קען דעריבער ווערן גענוצט ווי אַ זיך-פּאַוערד ביאָמימעטישער אַקטואַטאָר, אַן ענקאַפּסולאַציע סיסטעם, אָדער ווייכע ראָבאָטיק. 3. **כאראקטעריזאציע פון עקסטעריער טיילן פֿאַר 3D-געדרוקט הומאַנאָיד ראָבאָט אָרעם מיט פאַרשידענע פּאַטערנז און גרעב** > מיט דער אַנטוויקלונג פון הומאַנאָיד ראָבאָטיקס, זענען ווייכערע עקסטעריערן דארף פֿאַר בעסער מענטש-ראָבאָט ינטעראַקציע. אוקסעטישע סטרוקטורן אין מעטא-מאטעריאלן זענען א פארשפרעכנדיקער וועג צו שאפן ווייכע עקסטעריערן. די סטרוקטורן האבן אייגנארטיגע מעכאנישע אייגנשאפטן. 3D דרוקן, ספעציעל פיוזד פילאמענט פאבריקאציע (FFF), ווערט ברייט גענוצט צו שאפן אזעלכע סטרוקטורן. טערמאפלאסטיש פאליורעטהאן (TPU) ווערט אפט גענוצט אין FFF צוליב זיין גוטער עלאסטיסיטעט. די שטודיע האט ציל צו אנטוויקלען א ווייכע עקסטעריער דעקל פארן הומאנויד ראבאט עליס III ניצנדיק FFF 3D דרוקן מיט א שאָר 95A TPU פילאמענט. > > די שטודיע האט גענוצט א ווייסן TPU פילאמענט מיט א 3D דרוקער צו פאבריצירן 3DP הומאנויד ראבאט ארעמס. דער ראבאט ארעם איז געווען צעטיילט אין פארארעם און אויבערשטער ארעם טיילן. פארשידענע מוסטערן (הארט און ווידער-ענטראנט) און גרעבן (1, 2, און 4 מ"מ) זענען געווענדט געווארן צו די מוסטערן. נאך דרוקן, זענען דורכגעפירט געווארן בייגן, טענסאַל, און קאמפּרעסיוו טעסטן צו אנאליזירן די מעכאנישע אייגנשאפטן. די רעזולטאטן האבן באשטעטיקט אז די ווידער-ענטראנט סטרוקטור איז געווען לייכט בייגלעך צו דער בייגן קורווע און האט פארלאנגט ווייניגער דרוק. אין קאמפּרעסיוו טעסטן, איז די ווידער-ענטראנט סטרוקטור געווען ביכולת צו וויטשטיין די לאסט קאמפערד צו דער הארטער סטרוקטור. > > נאכדעם וואס מען האט אנאליזירט אלע דריי דיקקייטן, איז באשטעטיגט געווארן אז די ווידער-ענטרענט סטרוקטור מיט א 2 מ"מ דיקקייט האט אויסגעצייכנטע אייגנשאפטן אין טערמינען פון בייגן, צוגאנג, און קאמפרעסיווע אייגנשאפטן. דעריבער, איז די ווידער-ענטרענט מוסטער מיט א 2 מ"מ דיקקייט מער פאסיג פארן פאבריצירן א 3D-געדרוקטע הומאנאידע ראבאט ארעם. 4. **די 3D-געדרוקטע TPU "ווייכע הויט" פעדס געבן ראבאטן א ביליגע, העכסט-סענסיטיווע געפיל פון בארירונג** > פארשער פון דער אוניווערסיטעט פון אילינוי אורבאנא – שאמפיין האבן אויסגעטראכט א ביליגע וועג צו געבן ראבאטן א מענטשליכע געפיל פון בארירונג: 3D-געדרוקטע ווייכע הויט פעדס וואס דינען אויך ווי מעכאנישע דרוק סענסארן. > > טאקטיל ראבאטישע סענסארן אנטהאלטן געווענליך זייער קאמפליצירטע עלעקטראניק און זענען גאנץ טייער, אבער מיר האבן געוויזן אז פונקציאנעלע, דויערהאפטע אלטערנאטיוון קענען געמאכט ווערן זייער ביליג. דערצו, ווייל עס איז נאר א פראגע פון איבערפראגראמירן א 3D דרוקער, קען די זעלבע טעכניק לייכט צוגעפאסט ווערן צו פארשידענע ראבאטישע סיסטעמען. ראָבאָטישע האַרדווער קען אַרייננעמען גרויסע כוחות און דריימאָמענטן, אַזוי דאַרף מען עס מאַכן גאַנץ זיכער אויב עס גייט אָדער דירעקט אינטעראַקטירן מיט מענטשן אָדער ווערן גענוצט אין מענטשלעכע סביבות. מען ערוואַרטעט אַז ווייכע הויט וועט שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין דעם הינזיכט, ווייל עס קען ווערן גענוצט סיי פֿאַר מעכאַנישע זיכערהייט און סיי פֿאַר טאַקטיל סענסינג. > > דער מאַנשאַפֿטס סענסאָר איז געמאַכט מיט פּאַדס געדרוקט פֿון טערמאָפּלאַסטיק ורעטאַן (TPU) אויף אַן אָפֿנהאַרציקן Raise3D E2 3D דרוקער. די ווייכע אויסערלעכע שיכט דעקט אַ ליידיקע אָנפֿיל אָפּטייל, און ווי די אויסערלעכע שיכט ווערט קאָמפּרעסט, ענדערט זיך דער לופֿט דרוק אינעווייניק אַקאָרדינגלי – וואָס ערלויבט אַ Honeywell ABP DANT 005 דרוק סענסאָר פֿאַרבונדן צו אַ Teensy 4.0 מיקראָקאָנטראָללער צו דעטעקטירן ווייבריישאַן, באַרירונג און וואַקסנדיקן דרוק. שטעלט זיך פֿאָר אַז איר ווילט נוצן ווייכע ראָבאָטן צו אַרוישעלפן אין אַ שפּיטאָל סעטינג. זיי וואָלטן דאַרפֿן רעגולער סאַניטיזירט ווערן, אָדער די הויט וואָלט דאַרפֿן רעגולער ריפּלייסט ווערן. סיי ווי סיי, עס איז דאָ אַ ריזיקע קאָסטן. אָבער, 3D דרוקן איז אַ זייער סקאַלירבאַר פּראָצעס, אַזוי קענען אויסטוישבאַרע טיילן ביליק געמאַכט ווערן און לייכט אָנגעקליבן און אַראָפּגענומען ווערן פֿון ראָבאָט גוף. 5. **אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג פון TPU פּנעו – נעצן ווי ווייכע ראָבאָטישע אַקטואַטאָרן** > אין דעם פּאַפּיר, ווערט די אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג (AM) פון טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטהאַן (TPU) אויסגעפאָרשט אין דעם קאָנטעקסט פון זיין אַפּליקאַציע ווי ווייכע ראָבאָטישע קאָמפּאָנענטן. קאַמפּערד צו אַנדערע עלאַסטישע AM מאַטעריאַלן, אַנטפּלעקט TPU העכערע מעכאַנישע אייגנשאַפטן אין באַצוג צו שטאַרקייט און שפּאַנונג. דורך סעלעקטיוו לאַזער סינטערינג, ווערן פּנעוומאַטיש בענדינג אַקטואַטאָרן (פּנעו – נעצן) 3D געדרוקט ווי אַ ווייכע ראָבאָטישע פאַל שטודיע און עקספּערימענטאַל עוואַלואַטעד אין באַצוג צו דיפלעקשאַן איבער ינערלעך דרוק. ליקאַדזש רעכט צו לופט טייטנאַס ווערט באמערקט ווי אַ פונקציע פון די מינימום וואַנט גרעב פון די אַקטואַטאָרן. > > צו באַשרייַבן דעם נאַטור פון ווייכע ראָבאָטיקס, דאַרפֿן היפּערעלאַסטישע מאַטעריאַל באַשרייַבונגען ווערן ינקאָרפּערייטיד אין דזשיאַמעטריק דעפאָרמאַציע מאָדעלס וואָס קענען זיין — למשל — אַנאַליטיש אָדער נומעריש. דעם פּאַפּיר שטודירט פאַרשידענע מאָדעלס צו באַשרייַבן דעם בענדינג נאַטור פון אַ ווייכן ראָבאָטישן אַקטואַטאָר. מעכאַנישע מאַטעריאַל טעסץ ווערן געווענדט צו פּאַראַמעטרייזירן אַ היפּערעלאַסטיש מאַטעריאַל מאָדעל צו באַשרייַבן אַדיטיוולי מאַניאַפאַקטשערד טערמאָפּלאַסטיק פּאָליורעטהאַן. > > אַ נומערישע סימיאַליישאַן באַזירט אויף די ענדלעך עלעמענט מעטאָד איז פּאַראַמעטרייזירט צו באַשרייַבן די דעפאָרמאַציע פון די אַקטואַטאָר און קאַמפּערד צו אַ לעצטנס ארויסגעגעבן אַנאַליטיש מאָדעל פֿאַר אַזאַ אַן אַקטואַטאָר. ביידע מאָדעל פאָרויסזאָגונגען ווערן פאַרגליכן מיט די עקספּערימענטאַלע רעזולטאַטן פון די ווייכע ראָבאָטישע אַקטואַטאָר. כאָטש גרעסערע אָפּנייגונגען ווערן דערגרייכט דורך דעם אַנאַליטישן מאָדעל, פאָרויסזאָגט די נומערישע סימולאַציע דעם בייגן ווינקל מיט דורכשניטלעכע אָפּנייגונגען פון 9°, כאָטש די נומערישע סימולאַציעס נעמען באַדייטנד לענגער פֿאַר די קאַלקולאַציע. אין אַן אויטאָמאַטישער פּראָדוקציע סביבה, קענען ווייכע ראָבאָטיק קאָמפּלעמענטירן די טראַנספאָרמאַציע פון שטרענגע פּראָדוקציע סיסטעמען צו אַדזשייל און קלוגע מאַנופאַקטורינג.
פּאָסט צייט: 25סטן נאוועמבער 2025