Naukowcy opracowali miękkie robotyce ramieniu inspirowanym ośmiornicą

Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i Beihang University opracowali miękkie robotyce ramieniu inspirowanym ośmiornicą. Może ono chwytać, poruszać się i manipulować różnymi obiektami dzięki swojemu giętkiemu i stożkowemu kształtowi. Ramieniu robotycznemu składają się ssące kubki, które pomagają mu lepiej trzymać obiekty różnych kształtów, rozmiarów i tekstur.

Nowy wynalazek jest kolejnym przykładem robotyki inspirowanej naturą. U ośmiornicy dwie trzecie neuronów znajduje się w jej ramionach, co sprawia, że każde z nich jest niezależne. Ramiona ośmiornicy są w stanie rozwiązywać węzły, otwierać butelki zabezpieczone przed dziećmi i owijać się wokół zdobyczy o różnych kształtach i rozmiarach. Jednym z najbardziej imponujących aspektów ramion są ssące kubki, które mogą tworzyć silne uszczelki na szorstkich powierzchniach pod wodą.

August Domel jest niedawnym absolwentem Harvardu i współautorem pracy.

“Większość poprzednich badań nad robotami inspirowanymi ośmiornicą koncentrowała się albo na naśladownictwie ssania, albo ruchu ramienia, ale nie obu”, powiedział Domel. “Nasze badania są pierwszymi, które określają kąty stożkowe ramion i połączone funkcje zginania i ssania, co pozwala na użycie jednego małego chwytaka do szerokiego zakresu obiektów, które w przeciwnym razie wymagałyby użycia wielu chwytaków.”

Badania zostały opublikowane w Soft Robotics.

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

Pierwszym krokiem podjętym przez naukowców było zbadanie kąta stożkowego prawdziwych ramion ośmiornicy. Następnie ustalili, jaki projekt będzie najlepszy dla miękkiego robota, aby zgiąć się i chwycić obiekty. Zespół zbadał układ i strukturę ssących kubków i znalazł sposób, aby je włączyć do nowego projektu.

Zhexin Xie jest współautorem i doktorantem na Beihang University. Jest współwynalazcą Festo Tentacle Gripper. Jest to pierwsza w pełni zintegrowana implementacja w komercyjnym prototypie.

“Naśladujemy ogólną strukturę i rozmieszczenie tych ssących kubków w naszych miękkich aktuatorach”, powiedział Xie. “Chociaż nasz projekt jest znacznie prostszy niż jego biologiczny odpowiednik, te ssące kubki mogą przylegać do几乎 każdego obiektu.”

Miękkie robotyce ramieniu jest kontrolowane przez naukowców za pomocą dwóch zaworów. Jeden zawór służy do aplikowania ciśnienia w celu zgięcia ramienia, a drugi do ssania, które aktywuje ssące kubki. Naukowcy mogą zmieniać ciśnienie i ssanie, aby ramieniu mogło przylegać do obiektu, owijać się wokół niego i go puszczać.

Urządzenie zostało pomyślnie przetestowane przez naukowców na różnych obiektach, w tym cienkich arkuszach plastikowych, kubkach z kawy, probówkach, jajach i żywych krabach. Dzięki stożkowemu kształtowi miękkie robotyce ramieniu mogło działać w ograniczonych przestrzeniach, aby pobrać obiekty.

Katia Bertoldi jest współsenior autorem badania i profesorem mechaniki stosowanej i SEAS.

“Wyniki naszych badań nie tylko dostarczają nowych informacji o tworzeniu nowej generacji miękkich robotycznych aktuatorów do chwytania szerokiego zakresu morfologicznie zróżnicowanych obiektów, ale także przyczyniają się do naszego zrozumienia funkcjonalnego znaczenia zmienności kąta stożkowego ramion u różnych gatunków ośmiornic”, powiedział Bertoldi.