Joustava robotti “kasvaa” kuin kasvi

MIT:n insinöörit ovat suunnitelleet robotin, joka voi laajentaa ketjukaltaisen liitteen. Tämä tekee robotista erittäin joustavan, ja se voi mukautua useisiin eri muotoihin. Samalla se on tarpeeksi vahva kannattamaan raskaita painoja tai soveltamaan vääntöä, mikä tekee siitä kykenevän kokoamaan osia pienissä tiloissa. Tehtävien suorittamisen jälkeen robotti voi perääntyä liitettä ja laajentaa sitä uudelleen eri pituudella ja muodolla.

Tämä uudenlainen robotti voi tehdä eroa alueilla, kuten varastoissa, joissa useimmat robotit eivät pysty asettumaan kapeisiin tiloihin. Uusi kasvimainen robotti voidaan käyttää tarttumaan tuotteisiin hyllyjen takana, ja se voi jopa liikkua auton moottorin osien ympärillä irrottamaan öljykapselin.

Suunnittelu sai inspiraationsa kasveista ja niiden kasvutavasta. Kasvussa ravinteet kuljetetaan kasvin kärkeen nestemäisenä. Kun ne saavuttavat kärjen, ne muuttuvat kiinteäksi aineeksi, joka tuottaa vähitellen tukipylvään.

Kasvimainen robotti on “kasvupiste” tai vaihde, joka vetää löysän ketjun toisiinsa lukittuvia osia laatikkoon. Kun ne ovat siellä, vaihde lukitsee ketjun yksiköt yhteen ja vapauttaa ketjun yksikkö kerrallaan, kunnes se muodostaa jäykän liitteen.

Insinöörien tiimi

Uusi robotti esiteltiin tällä viikolla IEEE:n kansainvälisessä konferenssissa älykkäistä roboteista ja järjestelmistä (IROS) Macaossa. Tulevaisuudessa insinöörit haluavat lisätä robottiin otteita, kameroita ja antureita, jotka voidaan kiinnittää vaihdeeseen. Tämä mahdollistaisi robotin kiristää löysää ruuvia sen jälkeen, kun se on edennyt lentokoneen voimansiirtojärjestelmän läpi. Se voisi myös noutaa tuotteen ilman, että se häiritsee mitään lähialueilla.

Harry Asada on MIT:n mekaniikan professori.

“Ajattele autoosi öljynvaihtoa”, Asada sanoo. “Kun avaat moottorin katoksen, sinun on oltava tarpeeksi joustava tehdäkseen teräviä käännöksiä vasemmalle ja oikealle päästäksesi öljysuodattimeen, ja sitten sinun on oltava tarpeeksi vahva kierrettäväksi öljysuodattimen kantta irrottaa.”

Tongxi Yan on entinen jatko-opiskelija Asadan laboratoriossa, ja hän johti työtä.

“Nyt meillä on robotti, joka voi mahdollisesti suorittaa tällaisia tehtäviä”, hän sanoo. “Se voi kasvaa, perääntyä ja kasvaa uudelleen eri muotoon sopeutuakseen ympäristöönsä.”

Insinöörien tiimiin kuului myös MIT:n jatko-opiskelija Emily Kamienski ja vierailija Seiichi Teshigawara.

Kasvimainen robotti

Määrittämällä kasvun eri puolet, tiimi pyrki toteuttamaan sen robotissa.

“Robotin toteutus on täysin erilainen kuin oikea kasvi, mutta se näyttää samanlaisia toimintoja tietyllä abstraktilla tasolla”, Asada sanoo.

Vaihde suunniteltiin edustamaan robotin “kasvukärkeä”, joka on vastaava kuin kasvin verso. Se on se paikka, jonne eniten ravinteita virtaa, ja kärki rakentaa jäykän varren. Laatikko koostuu vaihdelaatikosta ja moottoreista, ja ne vetävät ylös fluidisoitua materiaalia. Tässä robotissa se on sarja 3D-tulostettuja muoviosia, jotka on yhdistetty toisiinsa.

Robotti on ohjelmoitavissa valitsemaan, mitkä yksiköt lukitaan yhteen ja mitkä jätetään lukitsematta. Tämä mahdollistaa sen, että se muodostaa tiettyjä muotoja ja “kasvaa” tiettyihin suuntiin.

“Se voidaan lukita eri paikoissa ollaan eri tavoin kaareva, ja sillä on laaja liikkeen valikoima”, Yan sanoo.

Ketju pystyy kannattelemaan yhden paunan painoa, kun se on lukittu ja jäykä. Jos otin kiinnitettäisiin, tutkijat uskovat, että se pystyisi kasvamaan tarpeeksi pitkäksi ohjatakseen kapean tilan läpi ja suorittamaan tehtäviä, kuten irrottamaan kansi.