Forskere utvikler myk robot som kan endre form og bevege seg

En av utfordringene med myk robotikk er at de fleste av dem må være koblet til en luftkompressor eller plugget inn i en vegg. Forskere fra Stanford ønsket å overvinne denne utfordringen. 

Nathan Usevitch er en masterstudent i maskinteknikk ved Stanford. 

“En betydelig begrensning for de fleste myke roboter er at de må være koblet til en stor luftkompressor eller plugget inn i en vegg, noe som hindrer dem i å bevege seg,” sa Usevitch. “Så, vi lurte: Hva hvis vi beholdt samme mengde luft inni roboten hele tiden?”

Teamet var i stand til å utvikle en menneskestørrelses myk robot som kan endre form. Ved å gjøre dette, kan den myke roboten fange og håndtere objekter, og den kan rulle i kontrollerbare retninger. 

Forskningen ble publisert i Science Robotics den 18. mars. 

“Den uformelle beskrivelsen av denne roboten som jeg gir til mennesker er Baymax fra filmen Big Hero 6 blandet med Transformers. Med andre ord, en myk, menneskesikker robot blandet med roboter som kan dramatisk endre formen sin,” sa Usevitch.

Enkel versjon

Denne myke roboten ble utviklet ved å kombinere tre forskjellige typer roboter. Den enkle versjonen av teamets oppfinnelse kalles en “isoperimetriske robot”, siden formen endres mens den totale lengden av kantene og mengden av luft inni forblir den samme. 

Den isoperimetriske roboten ble utviklet fra myke roboter, truss-roboter og kollektive roboter. Hver kategori av robotikk bragte en forskjellig fordel: myke roboter er lette og fleksible, truss-roboter kan endre form, og kollektive roboter er små og samarbeider. 

Sean Follmer er en assistentprofessor i maskinteknikk og med-seniorforfatter av artikkelen. 

“Vi manipulerer i praksis en myk struktur med tradisjonelle motorer,” sa Follmer. “Det skaper en veldig interessant klasse av roboter som kombinerer mange av fordelen med myke roboter med all kunnskapen vi har om mer klassiske roboter.”

Kompleks versjon

Teamet utviklet også en mer kompleks versjon av roboten ved å koble flere triangler sammen. De var i stand til å koordinere bevegelsene av de forskjellige motorene, noe som tillot roboten å utføre ønskede atferd, som å plukke opp en ball. 

Elliot Hawkes er en assistentprofessor i maskinteknikk ved University of California, Santa Barbara og med-seniorforfatter av artikkelen. 

“En viktig forståelse vi utviklet var at for å skape bevegelse med en stor, myk pneumatiske robot, trenger du ikke å pumpe luft inn og ut,” sa Hawkes. “Du kan bruke luften du allerede har og bare flytte den rundt med disse enkle motorer; denne metoden er mer effektiv og lar vår robot bevege seg mye raskere.”

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

Romutforskning

Ifølge Zachary Hammond, en masterstudent i maskinteknikk ved Stanford og med-leadforfatter av artikkelen, er en av de mulige bruksområdene for denne myke roboten romutforskning.

“Denne roboten kunne være veldig nyttig for romutforskning — spesielt fordi den kan transporteres i en liten pakke og så operere uten å være koblet til noe etter at den har blåst opp,” sa Hammond. “På en annen planet, kunne den bruke evnen sin til å endre form til å traversere kompliserte miljøer, å presse seg gjennom små rom og å spre seg over hindringer.”

Forskerne prøver nå ut forskjellige former, og de ønsker å teste roboten i vann. 

Allison Okamura er en professor i maskinteknikk og med-forfatter av artikkelen. 

“Dette forskningsarbeidet understreker kraften i å tenke på hvordan man kan designe og bygge roboter på nye måter,” sa Okamura. “Kreativiteten i robotdesign utvides med denne type system og det er noe vi virkelig ønsker å oppmuntre i robotikkfeltet.”