Искусственная ручная работа из резины и кофейного порошка
Воспроизведение человеческой руки и ее возможностей остается самой большой проблемой в робототехнике. Мы также можем хватать хрупкие предметы, не задумываясь об этом, хотя в этом процессе задействованы десятки датчиков, приводов и суставов.
Ученые Эрика Брауна из Чикагского университета добились значительного прогресса на пути к универсальному роботизированному захвату. Они полностью обходятся без механических частей и вместо этого используют особые свойства гранулированного материала. Его захват высотой чуть более четырех сантиметров состоит из резинового мешка, наполненного молотым кофе, на манипуляторе робота. Если руку опустить эту конструкцию на жесткий предмет, материал в сумке легко адаптируется к любой форме.
Но эта подвижность обманчива - даже при рыхлом укладывании крупинки таких рыхлых масс вклиниваются друг в друга и мешают друг другу двигаться, о чем свидетельствуют удивительно крутые склоны дюн. На самом деле, требуется лишь сравнительно небольшой внешний толчок, и больше ничего не работает.
После того, как резиновый мешок и его гранулы прижались к объекту, который нужно захватить, Браун и его коллеги снижают давление внутри примерно до четверти атмосферного давления. В результате частицы наклоняются и практически затвердевают в новой форме. Кроме того, рыхлая масса немного сжимается, так что захват, который раньше был свободным, теперь плотно охватывает объект и может его поднять.
В ходе теста захват надежно захватывал тестовые формы от кубов до спиралей и целый ряд других объектов. Как исследователи обнаружили в дальнейших экспериментах, еще один механизм также способствует удерживающей силе - резиновая мембрана герметично прилегает к гладким поверхностям, так что захват также прочно прикрепляется. Авторы пишут, что благодаря этой простой и надежной конструкции «робот-рука» может работать и под водой. (лф)