Tutkijat luovat pehmeän robotin, joka voi muuttaa muotoa ja liikkua

Yksi pehmeiden robotien haasteista on, että useimmat niistä vaativat ilmanpainetta tai kiinnitystä seinään. Stanfordin tutkijat pyrkivät voittamaan tämän haasteen.

Nathan Usevitch on Stanfordin yliopiston mekaniikan insinööritieteen jatko-opiskelija.

“Pehmeiden robotien merkittävä rajoitus on, että ne joutuvat olemaan kiinni ilmanpainetta vaativassa laitteessa tai seinässä, mikä estää niiden liikkumisen”, sanoi Usevitch. “Niinpä me ajattelimme: Mitä jos pidämme saman ilman määrän aina robotin sisällä?”

Tutkijaryhmä kehitti ihmiskohtaisen pehmeän robotin, joka pystyy muuttamaan muotoa. Tämän ansiosta pehmeä robotti pystyy tarttumaan ja käsittelemään esineitä ja liikkumaan hallitusti.

Tutkimus julkaistiin Science Robotics -julkaisussa 18. maaliskuuta.

“Tämän robotin kuvaus, jonka annan ihmisille, on Baymax elokuvasta Big Hero 6 sekoitettuna Transformersiin. Toisin sanoen pehmeä, ihmisten turvallinen robotti sekoitettuna robotteihin, jotka voivat muuttaa muotoa dramaattisesti”, sanoi Usevitch.

Yksinkertainen versio

Tämä pehmeä robotti kehitettiin yhdistämällä kolmea eri robotin tyyppiä. Ryhmän keksinnön yksinkertainen versio on kutsuttu “isoperimetrisksi robotiksi”, koska muodonmuutos tapahtuu ilman, että reunan pituus ja ilman määrä muuttuvat.

Isoperimetrisen robotin kehittivät pehmeät robotit, truss-robotit ja kollektiiviset robotit. Jokainen robotiikan kategoria toi erilaisen edun: pehmeät robotit ovat kevyitä ja mukautuvia, truss-robotit voivat muuttaa muotoa, ja kollektiiviset robotit ovat pieniä ja yhteistyökykyisiä.

Sean Follmer on Stanfordin yliopiston mekaniikan insinööritieteen apulaisprofessori ja tutkimuksen yhteinen seniorikirjoittaja.

“Me manipuloidaan pehmeää rakennetta perinteisillä moottoreilla”, sanoi Follmer. “Se luo todella mielenkiintoisen robotin, joka yhdistää monia pehmeiden robotien hyötyjä kaiken perinteisen robotiikan tiedon kanssa.”

Monimutkainen versio

Ryhmä kehitti myös monimutkaisemman version robotista liittämällä useita kolmioita yhteen. He pystyivät koordinoimaan eri moottorien liikkeitä, mikä mahdollisti robotin toiminnan, kuten pallon nostamisen.

Elliot Hawkes on Kalifornian yliopiston, Santa Barbaran mekaniikan insinööritieteen apulaisprofessori ja tutkimuksen yhteinen seniorikirjoittaja.

“Avainymmärrys, jonka kehittimme, oli, että suuren pehmeän pneumaattisen robotin liikuttamiseen ei välttämättä tarvita ilman pumppaamista sisään ja ulos”, sanoi Hawkes. “Voimme käyttää jo olemassa olevaa ilmaa ja vain siirtää sitä ympäri näillä yksinkertaisilla moottoreilla; tämä menetelmä on tehokkaampi ja antaa robotille nopeamman liikkumisen.”

http://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=XqgbLb8m77U&feature=emb_title

Avaruuden tutkiminen

Zachary Hammond, Stanfordin yliopiston mekaniikan insinööritieteen jatko-opiskelija ja tutkimuksen yhteinen ensisijainen kirjoittaja, kertoo, että yksi mahdollinen käyttö tästä pehmeästä robotista on avaruuden tutkiminen.

“Tämä robotti voisi olla erittäin hyödyllinen avaruuden tutkimisessa – erityisesti, koska se voidaan kuljettaa pienessä paketissa ja toimia vapaasti, kun se on täytetty ilmalla”, sanoi Hammond. “Toisella planeetalla se voisi käyttää muodonmuutoksensa edullisesti monimutkaisten ympäristöjen navigoinnissa, puristamalla tiukkojen tilojen läpi ja levittäytymällä esteiden yli.”

Tutkijat kokeilevat nyt eri muotoja ja haluavat testata robottia vedessä.

Allison Okamura on Stanfordin yliopiston mekaniikan insinööritieteen professori ja tutkimuksen yhteinen kirjoittaja.

“Tämä tutkimus korostaa uudenlaisen robotiikan suunnittelun ja rakentamisen voimaa”, sanoi Okamura. “Robotin suunnittelun luovuus laajenee tämänkaltaisilla järjestelmillä, ja se on jotain, mitä haluamme kannustaa robotiikan alalla.”