“Безмозглый” м’який робот переміщується у складних середовищах у прориві робототехніки

У галузі робототехніки дослідники представили новий прорив: м’який робот, який не потребує людського або комп’ютерного керівництва для переміщення навіть у складних середовищах. Ця нова винахід заснована на попередній роботі, де м’який робот продемонстрував базові навігаційні навички у простих лабіринтах.

Використання фізичної інтелекту для навігації

Джі Їн, співавтор дослідження та асоційований професор механічної та аерокосмічної інженерії університету штату Північна Кароліна, висвітлив цей прогрес:

“У нашій попередній роботі ми продемонстрували, що наш м’який робот能够 повертатися і рухатися через дуже простий курс перешкод. Однак він не міг повернути, якщо не зустрів перешкоду. Це обмеження означало, що робот міг іноді застряти, відскакуючи туди й назад між паралельними перешкодами.”

Він додав: “Ми розробили нового м’якого робота, який здатний повертатися самостійно, що дозволяє йому переміщуватися через складні лабіринти, навіть оминаючи рухомі перешкоди. Все це досягається за допомогою фізичної інтелекту, не залежно від керівництва комп’ютера.”

Термін “фізична інтелект” позначає внутрішню поведінку динамічних об’єктів, таких як м’які роботи, визначену їх конструкцією та матеріалами, а не зовнішнім людським або комп’ютерним втручанням.

Цей новий тип м’яких роботів використовує стрічкові ліквід-кристалічні еластомери. Коли вони встановлені на поверхні, теплішу за навколишнє повітря, зокрема вище 55 градусів Цельсія (131 градус Фаренгейта), стрічка, що контактує з поверхнею, скорочується, тоді як відкрита частина залишається незмінною. Ця розбіжність викликає руху, який прискорюється з температурою поверхні.

Інновації через асиметрію

Відмінною особливістю цього робота є його конструкція. На відміну від симетричного попередника, нова версія складається з двох різних половин. Одна частина простягається по прямій лінії, схожій на скручenu стрічку, тоді як інша дзеркально відображає щільно скручену стрічку, схожу на сходи.

Ця відмінність у конструкції призводить до того, що один кінець робота прикладає більше сили, ніж інший, що викликає нелінійний рух. Яо Чжао, перший автор статті та постдокторант університету штату Північна Кароліна, пояснює принцип: “Подіумте пластиковий кухоль з ширшою горловиною, ніж основа. Коли ви його перекатите, він не рухається по прямій траєкторії, а описує дугу по поверхні. Це саме ефект його асиметричної конструкції.”

Чжао далі роз’яснює: “Концепція нашого нового робота досить проста: через свою асиметричну конструкцію він повертається автономно без потреби у контакті з об’єктами. Тому, хоча він все ще може змінити свій шлях при зустрічі з об’єктом – властивість, що дозволяє йому переміщуватися через лабіринти, – він не може застріти між паралельними бар’єрами. Його дуговий рух дозволяє йому ефективно вивільнитися.”

Тести на цьому роботі продемонстрували його здатність переміщуватися через складні лабіринти, навіть ті, у яких рухаються стіни. Вражаюче, що він міг протиснутися через щілини, менші за свій власний розмір. Ці тести проводилися на різних поверхнях, таких як металеві поверхні та пісок.

Ця революційна робота вводить інноваційний погляд на конструкції м’яких роботів. Як зазначає Їн, “Ця робота є ще одним кроком вперед у розробці інноваційних підходів до конструкції м’яких роботів — особливо для застосунків, у яких м’які роботи можуть використовувати навколишню теплову енергію.”

Відповідно до зростання світу робототехніки, потенціал таких “безмозглых” м’яких роботів у реальних застосунках здається безмежним.