นักวิจัยสร้างหุ่นยนต์แบบอ่อนที่สามารถเปลี่ยนรูปทรงและเคลื่อนที่ได้

หนึ่งในความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์แบบอ่อนคือส่วนใหญ่ต้องเชื่อมต่อกับเครื่องบีบอัดลมหรือเสียบเข้ากับฝั่งผนัง นักวิจัยจาก Stanford ตั้งเป้าที่จะ克服ความท้าทายนี้

Nathan Usevitch เป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในสาขาวิศวกรรมเครื่องกลที่ Stanford

“ข้อจำกัดที่สำคัญของหุ่นยนต์แบบอ่อนส่วนใหญ่คือต้องเชื่อมต่อกับเครื่องบีบอัดลมที่มีขนาดใหญ่หรือเสียบเข้ากับฝั่งผนัง ซึ่งทำให้พวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้” Usevitch กล่าว “ดังนั้น เราจึงสงสัยว่า: ถ้าเรารักษาลมภายในหุ่นยนต์ให้เท่าเดิมตลอดเวลา?”

ทีมนักวิจัยสามารถพัฒนาหุ่นยนต์แบบอ่อนขนาดมนุษย์ที่สามารถเปลี่ยนรูปทรงได้ โดยการทำเช่นนี้ หุ่นยนต์แบบอ่อนสามารถจับและจัดการวัตถุได้ และสามารถเคลื่อนที่ในแนวที่ควบคุมได้

การวิจัย ถูกตีพิมพ์ใน Science Robotics เมื่อวันที่ 18 มีนาคม

“คำอธิบายแบบไม่เป็นทางการของหุ่นยนต์นี้ที่ฉันให้กับคนคือ Baymax จากภาพยนตร์ Big Hero 6 ผสมกับ Transformers หรือหุ่นยนต์แบบอ่อนที่สามารถเปลี่ยนรูปทรงได้” Usevitch กล่าว

รุ่นพื้นฐาน

หุ่นยนต์แบบอ่อนนี้ถูกพัฒนาจากการรวมหุ่นยนต์สามประเภทต่างๆ รุ่นพื้นฐานของการประดิษฐ์ของทีมเรียกว่า “หุ่นยนต์แบบอิซโอเพอริเมทริก” เนื่องจากรูปทรงเปลี่ยนแปลงในขณะที่ความยาวรวมของขอบและปริมาณลมภายในยังคงเท่าเดิม

หุ่นยนต์แบบอิซโอเพอริเมทริกถูกพัฒนาจากหุ่นยนต์แบบอ่อน หุ่นยนต์แบบทรัส และหุ่นยนต์แบบคอลเลกทีฟ แต่ละประเภทของหุ่นยนต์มีข้อดีแตกต่างกัน: หุ่นยนต์แบบอ่อนมีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่นได้ หุ่นยนต์แบบทรัสสามารถเปลี่ยนรูปทรงได้ และหุ่นยนต์แบบคอลเลกทีฟมีขนาดเล็กและทำงานร่วมกัน

Sean Follmer เป็นรองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องกลและเป็นร่วมผู้เขียนอาวุโสของบทความ

“เรากำลังจัดการกับโครงสร้างแบบอ่อนโดยใช้มอเตอร์แบบดั้งเดิม” Follmer กล่าว “ซึ่งทำให้เกิดชั้นของหุ่นยนต์ที่น่าสนใจที่รวมข้อดีของหุ่นยนต์แบบอ่อนกับความรู้ที่เรามีเกี่ยวกับหุ่นยนต์แบบดั้งเดิม”

รุ่นที่ซับซ้อน

ทีมนักวิจัยยังพัฒนาหุ่นยนต์รุ่นที่ซับซ้อนกว่าโดยการเชื่อมต่อสามเหลี่ยมหลายรูปเข้าด้วยกัน พวกเขาสามารถประสานการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ต่างๆ ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์สามารถทำงานที่ต้องการได้ เช่น การหยิบลูกบอล

Elliot Hawkes เป็นรองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องกลที่ University of California, Santa Barbara และเป็นร่วมผู้เขียนอาวุโสของบทความ

“ความเข้าใจที่สำคัญที่เราพัฒนาคือการสร้างการเคลื่อนที่ด้วยหุ่นยนต์แบบอ่อนขนาดใหญ่ไม่ต้องการการปั๊มลมเข้าและออกจริงๆ” Hawkes กล่าว “คุณสามารถใช้ลมที่มีอยู่แล้วและเคลื่อนย้ายไปรอบๆ ด้วยมอเตอร์เหล่านี้ ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและทำให้หุ่นยนต์ของเราสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น”

http://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=XqgbLb8m77U&feature=emb_title

การสำรวจอวกาศ

ตาม Zachary Hammond นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในสาขาวิศวกรรมเครื่องกลที่ Stanford และเป็นร่วมผู้เขียนอาวุโสของบทความ หนึ่งในการใช้งานที่เป็นไปได้ของหุ่นยนต์แบบอ่อนนี้คือการสำรวจอวกาศ

“หุ่นยนต์นี้จะมีประโยชน์มากในการสำรวจอวกาศ — โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสามารถขนส่งในแพ็คเกจขนาดเล็กและทำงานโดยไม่ต้องเชื่อมต่อหลังจากที่พองขึ้น” Hammond กล่าว “บน hành tinhอื่น มันสามารถใช้ความสามารถในการเปลี่ยนรูปทรงเพื่อเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน โดยการบีบตัวผ่านช่องแคบและกระจายตัวไปเหนืออุปสรรค”

นักวิจัยกำลังทดสอบรูปทรงต่างๆ และต้องการทดสอบหุ่นยนต์ในน้ำ

Allison Okamura เป็นศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องกลและเป็นร่วมผู้เขียนของบทความ

“การวิจัยนี้เน้นย้ำถึงพลังของการคิดเกี่ยวกับวิธีการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ใหม่ๆ” Okamura กล่าว “ความสร้างสรรค์ของการออกแบบหุ่นยนต์กำลังขยายออกไปพร้อมกับระบบประเภทนี้ และเป็นสิ่งที่เราต้องการส่งเสริมในด้านหุ่นยนต์”