Robotul “fără creier” navighează medii complexe într-o înfrângere a roboticii

În domeniul în evoluție al roboticii, o nouă înfrângere a fost introdusă de cercetători: un robot moale care nu necesită direcționare umană sau computerizată pentru a naviga chiar și în medii complexe. Această nouă invenție se bazează pe lucrările anterioare în care un robot moale a demonstrat abilități de navigare de bază în labirinturi mai simple.

Utilizarea inteligenței fizice pentru navigare

Jie Yin, coautorul corepondent al studiei și profesor asociat de inginerie mecanică și aerospațială la Universitatea de Stat din Carolina de Nord, a aruncat lumină asupra acestui progres:

“În lucrările noastre anterioare, am demonstrat că robotul nostru moale a fost capabil să se răsucească și să se întoarcă pe sine printr-un curs de obstacole foarte simplu. Cu toate acestea, nu a putut să se întoarcă decât atunci când a întâlnit un obstacol. Această limitare a însemnat că robotul putea uneori să se blocheze, ricoșând înapoi și înapoi între obstacole paralele.”

El a adăugat, “Am dezvoltat un nou robot moale care este capabil să se întoarcă singur, permițându-i să traverseze labirinturi încâlcite, chiar și să ocolească obstacole în mișcare. Toate acestea sunt realizate utilizând inteligență fizică, nu dependentă de îndrumarea unui computer.”

Termenul “inteligență fizică” denotă comportamentul intrinsec al obiectelor dinamice, cum ar fi roboții moi, definite de proiectarea structurală și materialele lor, mai degrabă decât intervenția externă umană sau computerizată.

Acest nou tip de roboți moi utilizează elastomere lichide cristaline sub formă de panglică. Atunci când sunt plasate pe o suprafață mai caldă decât aerul din jur, în special peste 55 de grade Celsius (131 de grade Fahrenheit), panglica în contact cu suprafața se contractă, în timp ce partea expusă rămâne neschimbată. Această discrepanță declanșează o mișcare de rulare, care se accelerează odată cu temperatura suprafeței.

Inovație prin asimetrie

Aspectul distinctiv al acestui robot constă în proiectarea sa. În contrast cu predecesorul său simetric, noua versiune este alcătuită din două jumătăți distincte. O parte se extinde într-o linie dreaptă, asemănătoare unei panglici răsucite, în timp ce cealaltă parte o reflectă pe o panglică strâns răsucită, asemănătoare unei scări.

Această abatere de la proiectare duce la faptul că o extremitate a robotului exercită mai multă forță decât cealaltă, provocând o mișcare neliniară. Yao Zhao, primul autor al lucrării și cercetător postdoctoral la NC State, explică principiul: “Gândiți-vă la o ceașcă de plastic cu o gură mai largă decât baza. Când o rostogoliți, nu urmează o traiectorie dreaptă, ci se curbează pe o suprafață. Acesta este efectul proiectării sale asimetrice.”

Zhao explică în continuare, “Conceptul din spatele noului nostru robot este relativ simplu: datorită proiectării sale asimetrice, se rotește în mod autonom, fără a necesita contactul cu un obiect. Așadar, deși poate încă să-și redirecționeze calea atunci când întâlnește un obiect – o trăsătură care îi permite să traverseze labirinturi – nu se poate bloca între bariere paralele. Mișcarea sa de curbură îi permite să iasă eficient.”

Testele pe acest robot au arătat capacitatea sa de a se deplasa prin labirinturi complexe, chiar și prin cele cu pereți în mișcare. În mod remarcabil, a putut să se strecoare prin goluri mai mici decât dimensiunile sale. Aceste teste au fost efectuate pe diverse terenuri, cum ar fi suprafețe metalice și nisip.

Această lucrare de pionierat introduce o perspectivă inovatoare asupra proiectării roboților moi. Așa cum afirmă Yin, “Această lucrare este un alt pas înainte în ajutorul nostru pentru a dezvolta abordări inovatoare pentru proiectarea roboților moi — în special pentru aplicații în care roboții moi pot utiliza energia termică a mediului.”

Pe măsură ce lumea roboticii crește, potențialul unor astfel de roboți moi “fără creier” în aplicații reale pare nelimitat.