I ricercatori della Carnegie Mellon University hanno utilizzato macchine per maglieria a controllo computazionale per creare giocattoli di peluche e altri oggetti a maglia che vengono azionati da tendini. È un approccio che dicono che un giorno potrebbe essere utilizzato per realizzare robot morbidi e tecnologie indossabili in modo conveniente.

Il software sviluppato dai ricercatori del Morphing Matter Lab e del Dev Lab dell'Istituto di interazione uomo-macchina della CMU consente agli oggetti di emergere dalle macchine per maglieria nelle forme desiderate e con i tendini già incorporati. Possono quindi essere imbottiti e i tendini attaccati ai motori, come necessario.

Lea Albaugh, un dottorato di ricerca studente che ha guidato lo sforzo di ricerca, ha sviluppato la tecnica di inclusione del tendine e ha esplorato questo spazio di design per realizzare paralumi che cambiano forma, figure imbottite che si abbracciano quando vengono infilate nello stomaco e persino un maglione con una manica che si muove da sola. Sebbene in gran parte fantasioso, questi oggetti dimostrano capacità che potrebbero eventualmente avere applicazioni serie, come i robot morbidi.

"La robotica morbida è un settore in crescita, " ha osservato Albaugh. "L'idea è quella di costruire robot con materiali che sono intrinsecamente sicuri per le persone che stanno nelle vicinanze, quindi sarebbe molto difficile ferire qualcuno. I componenti morbidi attuati sarebbero economici da produrre su macchine per maglieria commerciali.

"Abbiamo così tanti oggetti morbidi nelle nostre vite e molti di loro potrebbero essere resi interattivi con questa tecnologia, " ha aggiunto. "Un indumento potrebbe far parte del tuo sistema di informazioni personali. il tuo maglione, Per esempio, potrebbe darti un colpetto sulla spalla per attirare la tua attenzione. Il tessuto di una sedia potrebbe fungere da interfaccia tattile. Gli zaini potrebbero aprirsi da soli".

Albaugh e i suoi co-investigatori, I membri della facoltà HCII Scott Hudson e Lining Yao, presenteranno la loro ricerca al CHI 2019, la conferenza dell'Associazione per le macchine informatiche sui fattori umani nei sistemi informatici, 4-9 maggio a Glasgow, Scozia. Un video è disponibile online.

Le macchine per maglieria commerciali sono ben sviluppate e ampiamente utilizzate, ma generalmente richiedono un'accurata programmazione per ogni capo. Questa nuova ricerca si basa sul precedente lavoro della CMU per automatizzare il processo, rendendo più facile l'uso di queste macchine di produzione di massa per produrre progetti personalizzati e una tantum.

"È una pipeline piuttosto comoda da utilizzare per la produzione di oggetti lavorati a maglia, " disse Yao, professore assistente in HCII. Altri ricercatori hanno sperimentato con oggetti tessili azionati, ha notato, ma hanno dovuto affrontare il lungo compito di aggiungere tendini agli elementi completati. Incorporare i tendini nei materiali man mano che vengono creati consente di risparmiare tempo e fatica, e aggiunge precisione all'azionamento.

I ricercatori hanno sviluppato metodi per incorporare i percorsi dei tendini orizzontalmente, verticalmente e diagonalmente in fogli e tubi di tessuto. Hanno mostrato che la forma del tessuto, combinato con l'orientamento del percorso del tendine, può produrre una varietà di effetti di movimento. Questi includono curve asimmetriche, Curve e torsioni a forma di S. La rigidità degli oggetti può essere regolata imbottendoli con vari materiali, come quelli a disposizione degli hobbisti.

È possibile utilizzare un certo numero di materiali tendinei, compreso filo per trapuntatura avvolto in poliestere, filato di pura seta e monofilamento di nylon.

Oltre ad azionare gli oggetti, queste tecniche possono anche aggiungere capacità di rilevamento agli oggetti. Collegando i sensori a ciascun tendine, ad esempio, è possibile percepire la direzione in cui l'oggetto viene piegato o attorcigliato. Lavorando a maglia con filato conduttivo, i ricercatori hanno dimostrato di poter creare sia cuscinetti di contatto per il rilevamento tattile capacitivo che sensori di deformazione per rilevare se un campione è allungato.

La stampa 3D è già utilizzata per realizzare personalizzazioni, oggetti azionati e componenti robotici, Albaugh ha detto, anche se i materiali spesso sono duri. La maglieria a controllo computazionale ha il potenziale per espandere le possibilità e rendere i risultati più a misura di persona.

"Penso che ci sia un enorme potere nell'usare materiali che le persone già associano al comfort, " lei disse.