Мягкая роботизация Octopus Arms привносит гибкость в роботизированное движение
Природа часто вдохновляет дизайнеров. Исследователи из OCTOPUS Integrating Project создали осьминога-робота, который способен перемещаться по воде, захватывать объекты и ходить по полу бассейна.
Европейские ученые и инженеры с интеграционным проектом OCTOPUS нарисовали природу для вдохновения в своем последнем роботе - осьминоге, который может плавать, ходить и захватывать объекты с помощью мягких роботизированных рук. Руки заполнены жидкостями и не имеют жестких опорных конструкций, от которых зависит большинство приводов.
У Octopi и squid нет костей или экзоскелетов для поддержки своих придатков, но они могут крутить, поворачивать, сгибать и скручивать каждую часть своих рук, чтобы ходить, плавать и захватывать предметы. Лучшее понимание того, как работают эти увлекательные морские существа, предоставит инженерам совершенно новый набор материалов, которые они могут использовать для перемещения и манипулирования окружающим миром. Возможно, эти инструменты будут использованы и для изучения других далеких миров.
Это видео от IEEE Spectrum объясняет некоторые прототипы моделей в программе OCTOPUS:
Роботизированная изобретательность
Мягкая робототехника - относительно новое поле, которое вы можете в некоторой степени изучить в своей домашней мастерской, воспользовавшись инструментами и ресурсами, доступными здесь. Там вы можете научиться создавать свои собственные манипуляторы, гибочные приводы и искусственные мышцы.
В этой демонстрации от Soft Robotics Inc. мягкая роботизированная «рука» с точностью обрабатывает мелкие предметы:
Исследования Octopus Project проводятся во многих институтах и университетах по всей Европе и на Ближнем Востоке и координируются Институтом биоробики в Сантаннской школе перспективных исследований в Италии. Исследователи исследуют, как головоногие способны ощущать и перемещаться по окружающей среде, чтобы они могли создавать роботы, которые могут действовать аналогичным образом.
В настоящее время у ученых есть робот, который может плавать через воду, ходить по морскому дну и вставлять себя в небольшие пробелы по команде.
Различные лаборатории имеют разные исследовательские интересы, а некоторые лаборатории сосредоточены на создании искусственных мышц и других лабораторий, заинтересованных в создании роботов, которые могут взаимодействовать с людьми.
Изображение предоставлено Алексом Кохом
Осьминог был выбран для изучения из-за их ловкости движения и приспособляемости к их окружению с использованием комбинации центральной и периферической нервной системы.
Кроме того, ученые пользовались проектной задачей управления восемью отдельными сложными командами управления для создания самых разных движений.
Трудности проектирования
Каждое соединение робота, которое позволяет ему сгибаться или поворачиваться, называется степенью свободы. Каждая степень свободы увеличивает диапазон движения робота. У популярных промышленных роботов обычно всего шесть степеней свободы.
Это видео от RobotWorx показывает отдельные элементы базового 6-осевого робота:
Каждая степень свободы позволяет увеличить маневренность, но каждая степень свободы также увеличивает сложность систем управления. Промышленные роботы имеют управляющие рычаги, изготовленные с учетом точных и неизменных характеристик.
Роботизированные щупальца, однако, могут сжиматься и растягиваться в любой точке вдоль их длины. Мягкая роботизированная ось осьминогов имеет почти неограниченную степень свободы и способность изменять жесткость каждого сегмента своей длины.
Прототип мягкого роботизированного щупальца, обертывающего вокруг запястья. Изображение предоставлено Институтом биоразрушения SSSA
Ученым проекта Octopus придется исследовать новые системы управления, если они надеются, что их осьминог вылезет из своего проектного пула и в близлежащие вам воды в ближайшее время.
Они могут сделать это, внедряя датчики по всему оружию, чтобы позволить оружию иметь базовый автономный контроль над каждым сегментом, аналогичный фактическому осьминогу. Или они могут обнаружить, что наука ведет их по новому пути к новой архитектуре управления, еще не реализованной в каких-либо роботизированных системах, - это красота исследования.
Проектные последствия
Исследования, проводимые в области мягкой робототехники, могут привести к устройствам, которые могут захватывать и поднимать павшего пациента без риска их синяков от жесткой опоры в большинстве подобных устройств на современном рынке. Или, возможно, НАСА отправит роботов, чтобы исследовать отдаленную комету и захватить ее непредсказуемую поверхность с мягкими когтями, которые расширяются и втягиваются в жесткое подбрюшье возвратной ракеты. Может быть, результат исследования - это то, чего никто еще не представил.
Это красота науки - вы никогда не знаете, к чему может привести поиски понимания.