TPU (termoplastični poliuretan)ima izvanredna svojstva poput fleksibilnosti, elastičnosti i otpornosti na habanje, što ga čini široko korištenim u ključnim komponentama humanoidnih robota poput vanjskih poklopaca, robotskih ruku i taktilnih senzora. U nastavku su detaljni materijali na engleskom jeziku izdvojeni iz autoritativnih akademskih radova i tehničkih izvješća: 1. **Dizajn i razvoj antropomorfne robotske ruke korištenjemTPU materijal** > **Sažetak**：U ovom radu predstavljeni su pristupi rješavanju složenosti antropomorfne robotske ruke. Robotika je sada najnaprednije područje i oduvijek je postojala namjera oponašanja ljudskih pokreta i ponašanja. Antropomorfna ruka jedan je od pristupa oponašanju ljudskih operacija. U ovom radu razrađena je ideja razvoja antropomorfne ruke s 15 stupnjeva slobode i 5 aktuatora, kao i mehanički dizajn, sustav upravljanja, sastav i osobitosti robotske ruke. Ruka ima antropomorfan izgled i također može obavljati ljudske funkcionalnosti, na primjer, hvatanje i prikaz gestikulacije. Rezultati pokazuju da je ruka dizajnirana kao jedan dio i ne treba nikakvu vrstu sastavljanja te pokazuje izvrstan kapacitet dizanja težine jer je izrađena od fleksibilnog termoplastičnog poliuretana.(TPU) materijal, a njegova elastičnost također osigurava da je ruka sigurna za interakciju s ljudima. Ova se ruka može koristiti u humanoidnom robotu, kao i u protetskoj ruci. Ograničeni broj aktuatora čini upravljanje jednostavnijim, a ruku lakšom. 2. **Modifikacija termoplastične poliuretanske površine za stvaranje mekog robotskog hvataljka korištenjem četverodimenzionalne metode ispisa** > Jedan od puteva za razvoj funkcionalne gradijentne aditivne proizvodnje je stvaranje četverodimenzionalnih (4D) tiskanih struktura za meko robotsko hvatanje, što se postiže kombiniranjem 3D ispisa modeliranjem taloženja s aktuatorima od mekog hidrogela. Ovaj rad predlaže konceptualni pristup stvaranju energetski neovisnog mekog robotskog hvataljka, koji se sastoji od modificiranog 3D tiskanog supstrata držača izrađenog od termoplastičnog poliuretana (TPU) i aktuatora na bazi želatinskog hidrogela, što omogućuje programiranu higroskopsku deformaciju bez korištenja složenih mehaničkih konstrukcija. > > Upotreba hidrogela na bazi 20% želatine daje strukturi meku robotsku biomimetičku funkcionalnost i odgovorna je za inteligentnu mehaničku funkcionalnost ispisanog objekta koja reagira na podražaj reagirajući na procese bubrenja u tekućim okruženjima. Ciljana površinska funkcionalizacija termoplastičnog poliuretana u okruženju argona i kisika tijekom 90 sekundi, pri snazi od 100 W i tlaku od 26,7 Pa, olakšava promjene u njegovom mikroreljefu, čime se poboljšava prianjanje i stabilnost nabubrene želatine na njegovoj površini. > > Realizirani koncept stvaranja 4D printanih biokompatibilnih češljastih struktura za makroskopsko podvodno meko robotsko hvatanje može omogućiti neinvazivno lokalno hvatanje, transport malih predmeta i oslobađanje bioaktivnih tvari nakon bubrenja u vodi. Rezultirajući proizvod stoga se može koristiti kao samostalni biomimetički aktuator, sustav enkapsulacije ili meka robotika. 3. **Karakterizacija vanjskih dijelova za 3D printanu humanoidnu robotsku ruku s različitim uzorcima i debljinama** > S razvojem humanoidne robotike, potrebni su mekši vanjski dijelovi za bolju interakciju čovjeka i robota. Auksetičke strukture u metamaterijalima obećavajući su način stvaranja mekih vanjskih dijelova. Ove strukture imaju jedinstvena mehanička svojstva. 3D printanje, posebno izrada spojenih filamenata (FFF), široko se koristi za stvaranje takvih struktura. Termoplastični poliuretan (TPU) se često koristi u FFF-u zbog svoje dobre elastičnosti. Cilj ove studije je razviti mekani vanjski omotač za humanoidnog robota Alice III korištenjem FFF 3D ispisa sa Shore 95A TPU filamentom. > > U studiji je korišten bijeli TPU filament s 3D printerom za izradu 3DP humanoidnih robotskih ruku. Robotska ruka je podijeljena na dijelove za podlakticu i nadlakticu. Na uzorke su naneseni različiti uzorci (puni i ponovno ulazeći) i debljine (1, 2 i 4 mm). Nakon ispisa provedena su ispitivanja savijanja, vlačne i tlačne čvrstoće kako bi se analizirala mehanička svojstva. Rezultati su potvrdili da se ponovno ulazna struktura lako savija prema krivulji savijanja i zahtijeva manje naprezanja. U tlačnim ispitivanjima, ponovno ulazna struktura je mogla izdržati opterećenje u usporedbi s čvrstom strukturom. > > Nakon analize sve tri debljine, potvrđeno je da ponovno ulazna struktura debljine 2 mm ima izvrsne karakteristike u pogledu svojstava savijanja, vlačne i tlačne čvrstoće. Stoga je uzorak ponovnog ulaska debljine 2 mm prikladniji za izradu 3D printane humanoidne robotske ruke. 4. **Ovi 3D printani TPU jastučići od „meke kože“ daju robotima jeftin i visokoosjetljiv osjet dodira** > Istraživači sa Sveučilišta Illinois Urbana – Champaign osmislili su jeftin način da robotima daju osjet dodira sličan ljudskom: 3D printani jastučići od meke kože koji služe i kao mehanički senzori tlaka. > > Taktilni robotski senzori obično sadrže vrlo komplicirane nizove elektronike i prilično su skupi, ali mi smo pokazali da se funkcionalne, izdržljive alternative mogu napraviti vrlo jeftino. Štoviše, budući da se radi samo o reprogramiranju 3D pisača, ista se tehnika može lako prilagoditi različitim robotskim sustavima. Robotski hardver može uključivati velike sile i momente, pa ga treba učiniti prilično sigurnim ako će izravno komunicirati s ljudima ili se koristiti u ljudskom okruženju. Očekuje se da će mekana koža igrati važnu ulogu u tom pogledu jer se može koristiti i za usklađenost s mehaničkom sigurnošću i za taktilno osjećanje. > > Senzor tima izrađen je korištenjem jastučića tiskanih od termoplastičnog uretana (TPU) na standardnom 3D printeru Raise3D E2. Meki vanjski sloj prekriva šuplji dio ispune, a kako se vanjski sloj komprimira, tlak zraka unutra se mijenja u skladu s tim - što omogućuje senzoru tlaka Honeywell ABP DANT 005 spojenom na mikrokontroler Teensy 4.0 da detektira vibracije, dodir i rastući tlak. Zamislite da želite koristiti robote s mekom kožom za pomoć u bolničkom okruženju. Trebalo bi ih redovito dezinficirati ili bi kožu trebalo redovito mijenjati. U svakom slučaju, postoji ogroman trošak. Međutim, 3D ispis je vrlo skalabilan proces, tako da se zamjenjivi dijelovi mogu jeftino izraditi i lako pričvrstiti i odvojiti od tijela robota. 5. **Aditivna proizvodnja TPU pneumatskih mreža kao mekih robotskih aktuatora** > U ovom radu istražuje se aditivna proizvodnja (AM) termoplastičnog poliuretana (TPU) u kontekstu njegove primjene kao mekih robotskih komponenti. U usporedbi s drugim elastičnim AM materijalima, TPU pokazuje superiorna mehanička svojstva s obzirom na čvrstoću i naprezanje. Selektivnim laserskim sinteriranjem, pneumatski aktuatori za savijanje (pneu-mreže) ispisuju se 3D printanjem kao studija slučaja meke robotike i eksperimentalno su procijenjeni s obzirom na otklon u odnosu na unutarnji tlak. Propuštanje zbog nepropusnosti zraka promatra se kao funkcija minimalne debljine stijenke aktuatora. > > Za opis ponašanja meke robotike, opisi hiperelastičnih materijala moraju se uključiti u geometrijske modele deformacije koji mogu biti - na primjer - analitički ili numerički. Ovaj rad proučava različite modele za opis ponašanja savijanja mekog robotskog aktuatora. Ispitivanja mehaničkih materijala primjenjuju se za parametrizaciju modela hiperelastičnih materijala za opis aditivno proizvedenog termoplastičnog poliuretana. > > Numerička simulacija temeljena na metodi konačnih elemenata parametrizirana je za opis deformacije aktuatora i uspoređena je s nedavno objavljenim analitičkim modelom za takav aktuator. Oba predviđanja modela uspoređena su s eksperimentalnim rezultatima mekog robotskog aktuatora. Dok analitički model postiže veća odstupanja, numerička simulacija predviđa kut savijanja s prosječnim odstupanjima od 9°, iako numeričke simulacije traju znatno dulje za izračun. U automatiziranom proizvodnom okruženju, meka robotika može nadopuniti transformaciju krutih proizvodnih sustava prema agilnoj i pametnoj proizvodnji.
Vrijeme objave: 25. studenog 2025.