Fleksibel robot “vokser” som en plante

Ingeniører fra MIT har designede en robot, der kan udstrække en kæde-lignende udvidelse. Dette gør robotten ekstremt fleksibel, og den kan konfigurere sig selv på mange forskellige måder. Samtidig er den stærk nok til at bære tungt vægt eller udøve kraft, hvilket gør den i stand til at samle dele i små rum. Efter at have fuldført sine opgaver kan robotten trække udvidelsen tilbage og udstrække den igen med en anden længde og form.

Denne nyudviklede robot kan gøre en forskel i områder som lagerhuse, hvor de fleste robotter ikke kan placere sig i smalle rum. Den nye plante-lignende robot kan bruges til at gribe produkter på bagsiden af en hylder, og den kan endda bevæge sig rundt om en bil’s motordele for at løsne en oliekapsel.

Designet blev inspireret af planter og den måde, de vokser på. I denne proces transporteres næringsstoffer til plantens spids som en væske. Når de når spidsen, omdannes de til fast stof, der producerer en støttende stængel, lidt ad gangen.

Den plante-lignende robot har et “voksested” eller gearkasse, der trækker en løs kæde af sammenhængende blokke ind i kassen. Når de er der, låser gearene kædeenhederne sammen og frigør kæden, enhed for enhed, indtil den danner en stiv udvidelse.

Team af ingeniører

Den nye robot blev præsenteret denne uge på IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) i Macau. I fremtiden vil ingeniørerne gerne tilføje grippere, kameraer og sensorer, der kan monteres på gearkassen. Dette ville give robotten mulighed for at stramme en løs skrue efter at have bevæget sig gennem et flys propel-system. Den kunne også hente et produkt uden at forstyrre noget i nærheden.

Harry Asada er professor i mekanisk ingeniørvidenskab på MIT.

“Tænk på at skifte olie i din bil,” siger Asada. “Efter du åbner motorhuset, skal du være fleksibel nok til at lave skarpe sving, venstre og højre, for at nå oliefiltret, og derefter skal du være stærk nok til at vride oliefiltret af for at fjerne det.”

Tongxi Yan er en tidligere ph.d.-studerende i Asadas laboratorium, og han ledte arbejdet.

“Nu har vi en robot, der potentielt kan udføre sådanne opgaver,” siger han. “Den kan vokse, trække sig tilbage og vokse igen til en anden form, for at tilpasse sig til sin omgivelse.”

Teamet af ingeniører bestod også af MIT-studerende Emily Kamienski og gæsteforsker Seiichi Teshigawara.

Plante-lignende robot

Efter at have defineret de forskellige aspekter af plantevækst, så teamet på at implementere det i en robot.

“Realiseringen af robotten er helt forskellig fra en rigtig plante, men den udviser den samme type funktionalitet på et vis abstrakt niveau,” siger Asada.

Gearkassen blev designede til at repræsentere robotens “voksested”, som er lig med en plantes knop. Det er der, hvor de fleste næringsstoffer flyder op til stedet, og spidsen bygger en stiv stængel. Kassen består af et system af gear og motorer, og de trækker op en fluidiseret materiale. For denne robot er det en sekvens af 3-D-printede plastenheder, der er forbundet med hinanden.

Robotten kan programmeres til at vælge, hvilke enheder der skal låses sammen og hvilke der skal låses op. Dette giver den mulighed for at danne bestemte former og “vokse” i bestemte retninger.

“Den kan låses på forskellige steder for at være kurvet på forskellige måder og have en bred vifte af bevægelser,” siger Yan.

Kæden kan bære en vægt på én pund, når den er låst og stiv. Hvis en gripper blev tilføjet, mener forskerne, at den ville være i stand til at vokse lang nok til at manøvrere gennem et smalt rum og udføre opgaver som at løsne en kapsel.