Flexibel Robot “Växer” Som En Växt

Ingenjörer från MIT har designat en robot som kan förlänga en kedjeliknande utskjutning. Detta gör roboten extremt flexibel, och den kan konfigurera sig på flera olika sätt. Samtidigt är den tillräckligt stark för att stödja tunga vikter eller applicera vridmoment, vilket gör den kapabel att montera delar i små utrymmen. Efter att ha slutfört sina uppgifter kan roboten dra tillbaka utskjutningen, och den kan förlänga den igen med en annan längd och form.

Denna nyligen utvecklade robot kan göra en skillnad i områden som lager, där de flesta robotarna inte kan placera sig i smala utrymmen. Den nya växtliknande roboten kan användas för att gripa produkter på baksidan av en hylla, och den kan till och med flytta runt en bils motordelar för att lossa en oljekapsel.

Designen inspirerades av växter och hur de växer. I den processen transporteras näringsämnen till växtens spets som en vätska. När de når spetsen omvandlas de till fast material som producerar, lite i taget, en stödjande stjälk.

Den växtliknande roboten har en “växande punkt” eller växellåda, som drar in en lös kedja av sammanlänkade block i lådan. När de väl är där låser växellådans kugghjul kedjehetenheten samman och släpper kedjan, enhet för enhet, tills den bildar en styv utskjutning.

Team av Ingenjörer

Den nya roboten presenterades i veckan vid IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) i Macau. I framtiden vill ingenjörerna gärna lägga till gripdon, kameror och sensorer som kan monteras på växellådan. Detta skulle tillåta roboten att dra åt en lös skruv efter att ha tagit sig genom ett flygplans propeller-system. Den kunde också hämta en produkt utan att störa något i närheten.

Harry Asada är professor i maskinteknik vid MIT.

“Tänk på att byta olja i din bil”, säger Asada. “Efter att du har öppnat motorhuven måste du vara tillräckligt flexibel för att göra skarpa svängar, vänster och höger, för att komma till oljefiltret, och sedan måste du vara tillräckligt stark för att vrida oljefiltret för att ta bort det.”

Tongxi Yan är en tidigare doktorand i Asadas laboratorium, och han ledde arbetet.

“Nu har vi en robot som potentiellt kan utföra sådana uppgifter”, säger han. “Den kan växa, dra tillbaka och växa igen till en annan form, för att anpassa sig till sin omgivning.”

Teamet av ingenjörer bestod också av MIT-studenten Emily Kamienski och gästforskaren Seiichi Teshigawara.

Växtliknande Robot

Efter att ha definierat de olika aspekterna av växttillväxt, tittade teamet på att implementera det i en robot.

“Förverkligandet av roboten är helt annorlunda än en riktig växt, men den visar samma typ av funktionalitet, på en viss abstrakt nivå”, säger Asada.

Växellådan designades för att representera robotens “växande spets”, som är ekvivalent med en knopp på en växt. Det är där de flesta näringsämnena flödar upp till platsen, och spetsen bygger en styv stjälk. Lådan består av ett system av kugghjul och motorer, och de drar upp ett fluidiserat material. För denna robot är det en sekvens av 3D-utskrivna plastenheter som är sammanlänkade med varandra.

Roboten kan programmeras för att välja vilka enheter som ska låsas samman och vilka som ska lämnas olåsta. Detta tillåter den att bilda specifika former och “växa” i specifika riktningar.

“Den kan låsas på olika ställen för att vara krökt på olika sätt, och ha en stor rörelsefrihet”, säger Yan.

Kedjan kan stödja en vikt på ett pund när den är låst och styv. Om ett gripdon skulle monteras, tror forskarna att den skulle kunna växa tillräckligt långt för att manövrera genom ett smalt utrymme, och utföra uppgifter som att lossa en kapsel.