Cercetătorii dezvoltă un braț robotic moale inspirat de caracatiță

Cercetătorii de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate Harvard John A. Paulson (SEAS) și Universitatea Beihang au dezvoltat un braț robotic moale inspirat de caracatiță. Acesta poate prinde, muta și manipula o varietate de obiecte diferite cu designul său flexibil și conic. Brațul robotic constă în cupe de aspirație care îi permit să aibă o prindere mai fermă atunci când prinde obiecte de forme, dimensiuni și texturi diferite. 

Noua dezvoltare este un alt exemplu de roboți inspirați de natură. La o caracatiță, două treimi din neuroni sunt localizați în brațele sale, făcând practic fiecare braț independent. Brațele caracatiței sunt capabile să desfacă noduri, să deschidă sticle cu siguranță pentru copii și să se înfășoare în jurul prăzii de forme și dimensiuni diferite. Unul dintre cele mai impresionante aspecte ale brațelor este suportul de aspirație, care poate forma sigilii puternice pe suprafețe rugoase sub apă. 

August Domel este un absolvent recent al doctoratului de la Harvard și co-autor principal al lucrării. 

“Majoritatea cercetărilor anterioare despre roboți inspirați de caracatiță s-au concentrat fie pe imitarea aspirației, fie pe mișcarea brațului, dar nu pe ambele”, a spus Domel. “Cercetarea noastră este prima care a cuantificat unghiurile conice ale brațelor și funcțiile combinate de îndoire și aspirație, ceea ce permite utilizarea unui singur suport de prindere mică pentru o gamă largă de obiecte care altfel ar necesita utilizarea mai multor suporturi de prindere.”

Cercetarea a fost publicată în Robotică Moale. 

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

Primul pas făcut de cercetători a fost să studieze unghiul conic al brațelor de caracatiță reale. Apoi, au determinat care ar fi cel mai bun design pentru un robot moale care să se îndoaie și să prindă obiecte. Echipa a studiat dispunerea și structura suporturilor de aspirație și a găsit o modalitate de a le incorpora în noul design. 

Zhexin Xie este co-autor principal și student doctorand la Universitatea Beihang. El este co-inventatorul suportului de prindere Festo Tentacle. Acesta este prima implementare complet integrată de acest tip într-un prototip comercial.

“Am imitat structura generală și distribuția acestor suporturi de aspirație pentru actuatorii noștri moi”, a spus Xie. “Deși designul nostru este mult mai simplu decât cel biologic, aceste suporturi de aspirație biomimetice bazate pe vid pot fi atașate la aproape orice obiect.”

Brațul robotic moale este controlat de cercetători cu două valve. O valvă este utilizată pentru a aplica presiune pentru îndoirea brațului, iar cealaltă este pentru un vid care activează suporturile de aspirație. Cercetătorii pot schimba presiunea și vidul pentru a face brațul să se atașeze de un obiect, să se înfășoare în jurul lui și să îl elibereze. 

Dispozitivul a fost testat cu succes de către cercetători pe diverse obiecte, inclusiv foi subțiri de plastic, cești de cafea, eprubete, ouă și crabii vii. Din cauza designului conic, brațul robotic moale a putut funcționa în spații înguste pentru a recupera obiecte.

Katia Bertoldi este co-autor senior al studiului și profesorul William și Ami Kuan Danoff de mecanică aplicată și SEAS. 

“Rezultatele studiului nostru nu numai că oferă noi perspective asupra creării de actuatori robotici moi de generație următoare pentru prinderea unei game largi de obiecte morfologic diverse, dar contribuie și la înțelegerea semnificației funcționale a variabilității unghiului conic al brațului la diferite specii de caracatiță”, a spus Bertoldi.