Исследователи разработали мягкую роботизированную руку, вдохновленную осьминогом

Исследователи в школе инженерии и прикладных наук Гарварда (SEAS) и Университете Бэйханга разработали мягкую роботизированную руку на основе осьминога. Она может захватывать, перемещать и манипулировать различными объектами благодаря своей гибкой и сужающейся конструкции. Роботизированная рука состоит из присосок, которые помогают ей более надежно захватывать объекты различных форм, размеров и текстур.

Это новое развитие является еще одним примером робототехники, основанной на природе. У осьминога две трети нейронов расположены в его руках, что делает каждую руку независимой. Руки осьминога способны распутывать узлы, открывать детские бутылки и обматывать добычу различной формы и размера. Одним из наиболее впечатляющих аспектов рук является присоски, которые могут образовывать прочные уплотнения на шероховатых поверхностях под водой.

Огаст Домел – недавний выпускник Гарварда и соавтор статьи.

“Большинство предыдущих исследований по роботам, вдохновленным осьминогом, были сосредоточены либо на имитации присосок, либо на движении руки, но не на обоих”, – сказал Домел. “Наше исследование является первым, которое количественно оценивает углы сужения рук и объединенные функции изгиба и присосок, что позволяет использовать один небольшой захват для широкого диапазона объектов, которые в противном случае потребовали бы использования нескольких захватов.”

Исследование было опубликовано в Soft Robotics.

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

Первым шагом, который предприняли исследователи, было изучение сужающего угла реальных рук осьминога. Затем они выяснили, какой дизайн будет лучше всего подходить для мягкого робота, чтобы он мог изгибаться и захватывать объекты. Команда изучила расположение и структуру присосок и нашла способ включить их в новый дизайн.

Жэсин Сие – соавтор и аспирант Университета Бэйханга. Он является соавтором Festo Tentacle Gripper, который является первым полностью интегрированным воплощением в коммерческом прототипе.

“Мы воспроизвели общую структуру и распределение этих присосок для наших мягких актуаторов”, – сказал Сие. “Хотя наш дизайн намного проще, чем его биологический аналог, эти вакуумные биомиметические присоски могут прикрепляться几乎 к любому объекту.”

Мягкая роботизированная рука контролируется исследователями с помощью двух клапанов. Один клапан используется для применения давления для изгиба руки, а другой – для вакуума, который активирует присоски. Исследователи могут изменять давление и вакуум, чтобы рука могла прикрепиться к объекту, обернуться вокруг него и отпустить его.

Устройство было успешно протестировано исследователями на различных объектах, включая тонкие пластиковые листы, чашки для кофе, пробирки, яйца и живых крабов. Благодаря сужающейся конструкции мягкая роботизированная рука могла работать в ограниченном пространстве, чтобы извлекать объекты.

Катя Бертольди – соавтор исследования и профессор прикладной механики и SEAS.

“Результаты нашего исследования не только дают новые представления о создании следующего поколения мягких роботизированных актуаторов для захвата широкого диапазона морфологически различных объектов, но также способствуют нашему пониманию функционального значения вариативности угла сужения руки у разных видов осьминогов”, – сказала Бертольди.