Исследователи разработали мягкую роботизированную руку, вдохновленную осьминогом

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS) и Университета 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 крепче захватывать объекты разной формы, размера и текстуры.

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 вокруг добычи разной формы и размера. Одним из наиболее впечатляющих аспектов рук являются присоски, которые могут образовывать сильные уплотнения на шероховатых поверхностях под водой.

Огаст Домель – недавний выпускник Гарварда и соавтор статьи.

«Большинство предыдущих исследований по роботам, вдохновленным осьминогом, сосредоточились либо на имитации присосок, либо на движении руки, но не на обоих», – сказал Домель. «Наше исследование первым количественно оценивает сужающие углы рук и совмещенные 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 лучшим для мягкого робота, чтобы изгибаться и захватывать объекты. Команда изучила расположение и структуру присосок и нашла способ включить их в новый дизайн.

Жэксин Сие – соавтор и аспирант Университета Бэйханга. Он является соизобретателем Festo Tentacle Gripper. Это первая полностью интегрированная реализация такого рода 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 захватывала объект, обматывала вокруг него и отпускала его.

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

Катия 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 разнообразных объектов, но также способствуют нашему пониманию функционального значения вариативности угла сужения рук у разных видов осьминогов», – сказала Бертольди.