Дослідники розробили м’який робототехнічний рукав, натхненний восьминогом

Дослідники в Гарвардській школі інженерії та прикладних наук (SEAS) та Університеті Бейханга створили м’який робототехнічний рукав на основі восьминога. Він може хапати, рухатися та маніпулювати різними об’єктами завдяки своїй гнучкій та загостреній конструкції. Робототехнічний рукав складається з присосок, які допомагають йому міцно тримати об’єкти різної форми, розміру та текстури.

Ця нова розробка є ще одним прикладом робототехніки, заснованої на природі. У восьминога дві третини нейронів розташовані в його руках, що робить кожен з них незалежним. Руки восьминога здатні розшпилити вузли, відкрити дитячі пляшки та обгорнути навколо здобичі різної форми та розміру. Одним з найбільш вражаючих аспектів рук є присоски, які можуть утворювати міцні герметичні з’єднання на нерівних поверхнях під водою.

Огаст Домель – недавній випускник Гарвардського університету та співавтор статті.

“Більшість попередніх досліджень щодо робототехнічних рукавів, натхнених восьминогом, зосереджувалися або на імітуванні присосок, або на русі рукава, але не на обидвох”, – сказав Домель. “Наше дослідження є першим, яке кількісно оцінює кут нахилу рукавів та комбіновані функції згинання та присосок, що дозволяє використовувати один малий захват для широкого діапазону об’єктів, які інакше потребували б використання кількох захватів”.

Дослідження було опубліковано в Soft Robotics.

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

Перший крок, зроблений дослідниками, полягав у вивченні кута нахилу справжніх рукавів восьминога. Потім вони визначили, який дизайн буде найкращим для м’якого робота, щоб згинатися та хапати об’єкти. Команда вивчила макет та структуру присосок і знайшла спосіб інтегрувати їх у новий дизайн.

Чжексін Сє – співавтор та аспірант Університету Бейханга. Він є співвинахідником Festo Tentacle Gripper. Це перша повністю інтегрована реалізація такого типу в комерційному прототипі.

“Ми імітують загальну структуру та розподіл цих присосок для наших м’яких актуаторів”, – сказав Сє. “Хоча наш дизайн значно простіший за свого біологічного аналога, ці вакуумні біоміметичні присоски можуть прикріпитися майже до будь-якого об’єкта”.

М’який робототехнічний рукав контролюється дослідниками за допомогою двох клапанів. Один клапан використовується для застосування тиску при згинанні рукава, а інший – для вакууму, який активує присоски. Дослідники можуть змінювати тиск та вакуум, щоб рукав прикріпився до об’єкта, обгорнув його та відпустив.

Пристрій був успішно протестований дослідниками на різних об’єктах, включаючи тонкі пластикові листи, чашки для кави, пробірки, яйця та живих крабів. Завдяки загостреному дизайну м’який робототехнічний рукав міг працювати в обмежених просторах, щоб дістати об’єкти.

Катя Бертольді – співавтор статті та професор прикладної механіки та SEAS.

“Результати нашого дослідження не тільки дають нові уявлення про створення наступного покоління м’яких робототехнічних актуаторів для хапання широкого діапазону морфологічно різноманітних об’єктів, але також сприяють нашому розумінню функціонального значення варіативності кута нахилу рукавів у різних видів восьминогів”, – сказала Бертольді.