मानव सदृश रोबोट में टीपीयू सामग्री का अनुप्रयोग

टीपीयू (थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन)इसमें लचीलापन, लचीलापन और घिसावट के प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुण हैं, जिससे यह मानवरूपी रोबोट के प्रमुख घटकों जैसे बाहरी आवरण, रोबोटिक हाथ और स्पर्श संवेदकों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नीचे आधिकारिक शैक्षणिक पत्रों और तकनीकी रिपोर्टों से चुनी गई विस्तृत अंग्रेजी सामग्री दी गई है: 1. **मानवरूपी रोबोटिक हाथ का डिज़ाइन और विकासटीपीयू सामग्री** > **सारांश**: यहाँ प्रस्तुत शोधपत्र एक मानवरूपी रोबोटिक हाथ की जटिलता को हल करने का प्रयास करता है। रोबोटिक्स अब सबसे उन्नत क्षेत्र है और इसमें हमेशा से मानवीय क्रियाओं और व्यवहार की नकल करने का प्रयास किया जाता रहा है। मानवरूपी हाथ, मानवीय क्रियाओं की नकल करने के तरीकों में से एक है। इस शोधपत्र में, 15 डिग्री स्वतंत्रता और 5 एक्चुएटर्स वाले एक मानवरूपी हाथ को विकसित करने के विचार पर विस्तार से चर्चा की गई है, साथ ही रोबोटिक हाथ के यांत्रिक डिज़ाइन, नियंत्रण प्रणाली, संरचना और विशिष्टताओं पर भी चर्चा की गई है। यह हाथ मानवरूपी दिखता है और मानव जैसे कार्य भी कर सकता है, उदाहरण के लिए, पकड़ना और हाथ के हाव-भाव प्रदर्शित करना। परिणामों से पता चलता है कि हाथ को एक भाग के रूप में डिज़ाइन किया गया है और इसे किसी भी प्रकार की असेंबली की आवश्यकता नहीं है और यह उत्कृष्ट भार उठाने की क्षमता प्रदर्शित करता है, क्योंकि यह लचीले थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन से बना है।(टीपीयू) सामग्री, और इसकी लोच यह भी सुनिश्चित करती है कि हाथ मनुष्यों के साथ बातचीत करने के लिए भी सुरक्षित है। इस हाथ का उपयोग ह्यूमनॉइड रोबोट के साथ-साथ कृत्रिम हाथ में भी किया जा सकता है। एक्ट्यूएटर्स की सीमित संख्या नियंत्रण को सरल और हाथ को हल्का बनाती है। 2. **एक चार-आयामी मुद्रण विधि का उपयोग करके एक नरम रोबोट ग्रिपर बनाने के लिए एक थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन सतह का संशोधन** > कार्यात्मक ग्रेडिएंट एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के विकास के लिए एक रास्ता नरम रोबोटिक ग्रिपिंग के लिए चार-आयामी (4D) मुद्रित संरचनाओं का निर्माण है, जो नरम हाइड्रोजेल एक्ट्यूएटर्स के साथ फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग 3D प्रिंटिंग के संयोजन से प्राप्त होता है। यह कार्य एक ऊर्जा-स्वतंत्र नरम रोबोटिक ग्रिपर बनाने के लिए एक वैचारिक दृष्टिकोण का प्रस्ताव करता है > > 20% जिलेटिन-आधारित हाइड्रोजेल का उपयोग संरचना को नरम रोबोटिक बायोमिमेटिक कार्यक्षमता प्रदान करता है और तरल वातावरण में सूजन प्रक्रियाओं पर प्रतिक्रिया करके मुद्रित वस्तु की बुद्धिमान उत्तेजना-प्रतिक्रियाशील यांत्रिक कार्यक्षमता के लिए जिम्मेदार होता है। 90 सेकंड के लिए आर्गन-ऑक्सीजन वातावरण में, 100 वाट की शक्ति और 26.7 पा के दबाव पर थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन का लक्षित सतह कार्यात्मककरण, इसकी सूक्ष्म राहत में परिवर्तन की सुविधा प्रदान करता है, इस प्रकार इसकी सतह पर सूजे हुए जिलेटिन के आसंजन और स्थिरता में सुधार करता है। > > मैक्रोस्कोपिक अंडरवाटर सॉफ्ट रोबोटिक ग्रिपिंग के लिए 4D प्रिंटेड बायोकम्पैटिबल कॉम्ब स्ट्रक्चर बनाने की साकार अवधारणा गैर-आक्रामक स्थानीय ग्रिपिंग प्रदान कर सकती है, छोटी वस्तुओं का परिवहन कर सकती है, और पानी में फूलने पर बायोएक्टिव पदार्थ छोड़ सकती है 3. **विभिन्न पैटर्न और मोटाई के साथ 3D-मुद्रित ह्यूमनॉइड रोबोट आर्म के बाहरी हिस्सों की विशेषता** > ह्यूमनॉइड रोबोटिक्स के विकास के साथ, बेहतर मानव-रोबोट इंटरैक्शन के लिए नरम बाहरी हिस्सों की आवश्यकता होती है। मेटा-मटेरियल में ऑक्सेटिक संरचनाएं नरम बाहरी बनाने का एक आशाजनक तरीका है। इन संरचनाओं में अद्वितीय यांत्रिक गुण हैं। 3D प्रिंटिंग, विशेष रूप से फ्यूज्ड फिलामेंट फैब्रिकेशन (FFF), का उपयोग इस तरह की संरचनाओं को बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन (TPU) आमतौर पर FFF में इसकी अच्छी लोच के कारण उपयोग किया जाता है। इस अध्ययन का उद्देश्य शोर 95A TPU फिलामेंट के साथ FFF 3D प्रिंटिंग का उपयोग करके ह्यूमनॉइड रोबोट ऐलिस III के लिए एक नरम बाहरी आवरण विकसित करना है। > > अध्ययन में 3DP ह्यूमनॉइड रोबोट आर्म्स मुद्रण के बाद, यांत्रिक गुणों का विश्लेषण करने के लिए झुकने, तन्यता और संपीड़न परीक्षण किए गए। परिणामों ने पुष्टि की कि पुनः प्रवेश संरचना झुकने वाले वक्र की ओर आसानी से झुकने योग्य थी और इसे कम तनाव की आवश्यकता थी। संपीड़न परीक्षणों में, पुनः प्रवेश संरचना ठोस संरचना की तुलना में भार को झेलने में सक्षम थी। > > तीनों मोटाई का विश्लेषण करने के बाद, यह पुष्टि की गई कि 2 मिमी मोटाई वाली पुनः प्रवेश संरचना में झुकने, तन्यता और संपीड़न गुणों के मामले में उत्कृष्ट विशेषताएं थीं। इसलिए, 2 मिमी मोटाई वाला पुनः प्रवेश पैटर्न 3D-मुद्रित मानव रोबोट भुजा के निर्माण के लिए अधिक उपयुक्त है। 4. **ये 3D-मुद्रित TPU "नरम त्वचा" पैड रोबोट को कम लागत वाली, अत्यधिक संवेदनशील स्पर्श की भावना देते हैं** > > स्पर्शनीय रोबोटिक सेंसर में आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक्स की बहुत जटिल सरणियाँ होती हैं और ये काफी महंगे होते हैं, लेकिन हमने दिखाया है कि कार्यात्मक, टिकाऊ विकल्प बहुत सस्ते में बनाए जा सकते हैं। इसके अलावा, चूँकि यह केवल एक 3D प्रिंटर को पुनः प्रोग्रामिंग करने का प्रश्न है, इसलिए एक ही तकनीक को विभिन्न रोबोटिक प्रणालियों के लिए आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है। रोबोटिक हार्डवेयर में बड़े बल और टॉर्क शामिल हो सकते हैं, इसलिए इसे काफी सुरक्षित बनाने की आवश्यकता है यदि इसे या तो मनुष्यों के साथ सीधे संपर्क करना है या मानवीय वातावरण में उपयोग किया जाना है। यह उम्मीद की जाती है कि कोमल त्वचा इस संबंध में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी क्योंकि इसका उपयोग यांत्रिक सुरक्षा अनुपालन और स्पर्श संवेदन दोनों के लिए किया जा सकता है। > > टीम का सेंसर एक ऑफ-द-शेल्फ Raise3D E2 3D प्रिंटर पर थर्मोप्लास्टिक यूरेथेन (TPU) से मुद्रित पैड का उपयोग करके बनाया गया है। नरम बाहरी परत एक खोखले इनफिल सेक्शन को कवर करती है, और जैसे ही बाहरी परत को संपीड़ित किया जाता है, अंदर हवा का दबाव तदनुसार बदल जाता है - एक हनीवेल एबीपी डेंट 005 प्रेशर सेंसर को टीनसी 4.0 माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करने की अनुमति देता है ताकि कंपन, स्पर्श और बढ़ते दबाव का पता लगाया जा सके। कल्पना करें कि आप अस्पताल की सेटिंग में सहायता के लिए नरम-त्वचा वाले रोबोट का उपयोग करना चाहते हैं। उन्हें नियमित रूप से साफ करने की आवश्यकता होगी, या त्वचा को नियमित रूप से बदलने की आवश्यकता होगी। किसी भी तरह से, एक बड़ी लागत है। हालांकि, 3 डी प्रिंटिंग एक बहुत ही स्केलेबल प्रक्रिया है, इसलिए विनिमेय भागों को सस्ते में बनाया जा सकता है और रोबोट बॉडी पर आसानी से लगाया और हटाया जा सकता है। 5. **सॉफ्ट रोबोटिक एक्ट्यूएटर्स के रूप में टीपीयू न्यू-नेट्स का एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग** > इस पत्र में, थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन (टीपीयू चयनात्मक लेजर सिंटरिंग द्वारा, वायवीय झुकने वाले एक्ट्यूएटर्स (pneu-nets) को एक सॉफ्ट रोबोटिक केस स्टडी के रूप में 3D प्रिंट किया गया है और आंतरिक दबाव पर विक्षेपण के संबंध में प्रयोगात्मक रूप से मूल्यांकन किया गया है। एयर टाइटनेस के कारण रिसाव को एक्ट्यूएटर्स की न्यूनतम दीवार मोटाई के एक कार्य के रूप में देखा जाता है। > > सॉफ्ट रोबोटिक्स के व्यवहार का वर्णन करने के लिए, हाइपरलैस्टिक सामग्री विवरणों को ज्यामितीय विरूपण मॉडल में शामिल करने की आवश्यकता है जो कि - उदाहरण के लिए - विश्लेषणात्मक या संख्यात्मक हो सकते हैं। यह पत्र एक सॉफ्ट रोबोटिक एक्ट्यूएटर के झुकने के व्यवहार का वर्णन करने के लिए विभिन्न मॉडलों का अध्ययन करता है। एडिटिवली निर्मित थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन का वर्णन करने के लिए एक हाइपरलैस्टिक सामग्री मॉडल को पैरामीटर करने के लिए मैकेनिकल सामग्री परीक्षण लागू किए जाते हैं। > जबकि विश्लेषणात्मक मॉडल द्वारा बड़े विचलन प्राप्त किए जाते हैं, संख्यात्मक सिमुलेशन 9° के औसत विचलन के साथ झुकाव कोण की भविष्यवाणी करता है, हालाँकि संख्यात्मक सिमुलेशन गणना में काफ़ी अधिक समय लेता है। एक स्वचालित उत्पादन वातावरण में, सॉफ्ट रोबोटिक्स कठोर उत्पादन प्रणालियों को चुस्त और स्मार्ट विनिर्माण की ओर रूपांतरित करने में सहायक हो सकता है।