Naukowcy tworzą miękkiego robota, który może zmieniać kształt i poruszać się

Jednym z wyzwań związanych z miękką robotyką jest to, że większość z nich musi być podłączona do sprężonego powietrza lub wtyczki sieciowej. Naukowcy z Stanfordu postanowili pokonać to wyzwanie.

Nathan Usevitch jest studentem studiów magisterskich na wydziale inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Stanforda.

“Istotną ograniczeniem większości miękkich robotów jest to, że muszą być podłączone do dużej sprężarki powietrza lub wtyczki sieciowej, co uniemożliwia im poruszanie się”, powiedział Usevitch. “Więc zastanawialiśmy się: Co się stanie, jeśli zachowamy tyle samo powietrza wewnątrz robota przez cały czas?”

Zespół był w stanie opracować miękkiego robota w skali ludzkiej, który może zmieniać swój kształt. Dzięki temu miękki robot może chwytać i obsługiwać obiekty, a także poruszać się w kontrolowanych kierunkach.

Badania zostały opublikowane w Science Robotics 18 marca.

“Luźna charakterystyka tego robota, którą podaję ludziom, to Baymax z filmu Big Hero 6 zmieszany z Transformerami. Innymi słowy, miękki, bezpieczny dla ludzi robot zmieszany z robotami, które mogą dramatycznie zmieniać swój kształt”, powiedział Usevitch.

Prosta wersja

Ten miękki robot został opracowany przez połączenie trzech różnych typów robotów. Prosta wersja wynalazku zespołu nazywa się “izoperymetrycznym robotem”, ponieważ kształt się zmienia, a całkowita długość krawędzi i ilość powietrza wewnątrz pozostaje taka sama.

Izoperymetryczny robot został opracowany z miękkich robotów, robotów rusztowych i robotów zbiorowych. Każda kategoria robotyki przyniosła różne korzyści: miękkie roboty są lekkie i elastyczne, roboty rusztowe mogą zmieniać kształt, a roboty zbiorowe są małe i współpracują.

Sean Follmer jest asystentem profesora inżynierii mechanicznej i współsenior autorem artykułu.

“Podstawowo manipulujemy miękką strukturą za pomocą tradycyjnych silników”, powiedział Follmer. “To tworzy bardzo interesującą klasę robotów, która łączy wiele korzyści miękkich robotów z wszystkimi naszymi conheciami o bardziej klasycznych robotach”.

Złożona wersja

Zespół opracował również bardziej złożoną wersję robota, łącząc kilka trójkątów. Udało im się skoordynować ruchy różnych silników, co pozwoliło robotowi na wykonywanie pożądanych zachowań, takich jak podnoszenie piłki.

Elliot Hawkes jest asystentem profesora inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara i współsenior autorem artykułu.

“Kluczowe zrozumienie, które opracowaliśmy, polega na tym, że aby stworzyć ruch dużej, miękkiej robotyki pneumatycznej, nie musisz napompować powietrza do środka i na zewnątrz”, powiedział Hawkes. “Możesz użyć powietrza, które już masz, i po prostu przenieść je za pomocą tych prostych silników; ta metoda jest bardziej wydajna i pozwala naszemu robotowi poruszać się znacznie szybciej”.

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

Eksploracja kosmosu

Według Zachary’ego Hammonda, studenta studiów magisterskich na wydziale inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Stanforda i współautora artykułu, jednym z możliwych zastosowań tego miękkiego robota jest eksploracja kosmosu.

“Ten robot może być bardzo przydatny w eksploracji kosmosu – zwłaszcza dlatego, że może być transportowany w małym pakiecie, a następnie działa niezależnie po napompowaniu. Na innej planecie mógłby on użyć swojej zdolności do zmiany kształtu, aby poruszać się po skomplikowanych środowiskach, przeciskając się przez wąskie przestrzenie i rozprzestrzeniając się nad przeszkodami”.

Naukowcy obecnie testują różne kształty i chcą przetestować robota w wodzie.

Allison Okamura jest profesorem inżynierii mechanicznej i współautorem artykułu.

“To badanie podkreśla moc myślenia o tym, jak projektować i budować roboty w nowy sposób”, powiedziała Okamura. “Kreatywność projektowania robotów rozwija się z tego typu systemem i to coś, co chcielibyśmy zachęcić w dziedzinie robotyki”.