М'який робот виявляє пошкодження та лікує себе

Команда інженерів з Корнельського університету розробила м’якого робота, який може визначити, коли і де він був пошкоджений, перш ніж негайно залікувати себе. 

Дослідження, “Автономні оптичні датчики з самовідновленням для пошкодження інтелектуальних м’яких систем, ”Опубліковано в Наукові досягнення. 

Зробіть роботів більш витривалими та гнучкими

Роб Шеперд — доцент кафедри механічної та аерокосмічної інженерії. 

«Наша лабораторія завжди намагається зробити роботів більш витривалими та гнучкими, щоб вони працювали довше з більшими можливостями», — сказав він. «Якщо ви змушуєте роботів працювати протягом тривалого часу, вони будуть накопичувати шкоду. І як ми можемо дозволити їм відремонтувати ці пошкодження?»

Лабораторія органічної робототехніки професора відповідала за розробку оптоволоконних датчиків, що розтягуються, для використання в м’яких роботах і пов’язаних компонентах. Їх можна використовувати різними способами, включно зі шкірою та носимими технологіями. 

За словами Шепарда, перший крок до здатності до самовідновлення — це дозволити роботу визначити, що щось потрібно виправити. Щоб досягти цього, команда створила інноваційну техніку, що включає волоконно-оптичні датчики в поєднанні зі світлодіодними лампами, які можуть виявляти найменші зміни на поверхні робота. 

Датчики поєднані з еластомером поліуретанової сечовини, який містить водневі зв’язки, що забезпечує швидке загоєння. Існують також дисульфідні обміни, що підвищують міцність. 

Система самовідновлення SHEALDS

Ця нова система була використана для створення SHeaLDS, які є самовідновлювальними світловодами для динамічного зондування. Вони створюють стійкого до пошкоджень м’якого робота, здатного самостійно загоювати порізи при кімнатній температурі без стороннього втручання. 

Дослідники встановили SHeaLDS у м’якого робота, який нагадував чотирилапу морську зірку. Потім вони оснастили його системою керування зворотним зв’язком і шість разів прокололи одну з його ніг. Робот зміг виявити пошкодження та самостійно залікувати кожен поріз приблизно за хвилину, а також міг автономно адаптувати свою ходу на основі відчутного пошкодження. 

Незважаючи на те, що матеріал неймовірно міцний і стійкий, важливо відзначити, що він не є непорушним. 

«Вони мають властивості, подібні до людської плоті», — сказав Шеперд. «Ви погано загоюєтеся від попрілостей, від кислоти чи тепла, тому що це змінить хімічні властивості. Але ми можемо добре залікувати порізи». 

Тепер команда намагатиметься інтегрувати SHeaLDS з алгоритмами машинного навчання, які можуть розпізнавати тактильні події, щоб створити довговічного робота зі шкірою, що самовідновлюється. Цю саму шкіру також можна використовувати, щоб відчувати навколишнє середовище та виконувати широкий спектр завдань.