Мягкий

1 2

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Область робототехники прошла долгий путь с тех пор, как в 2016 году была активирована компания Hanson Robotics Sophia. Теперь у нас есть человекоподобные и выразительные роботы, такие как Ameca от Engineered Arts и российский робот Алекс. Но у нас также есть роботы, похожие на животных, такие как AI-рыба MIRO от AIRO, которая может плавать в воде, и робот-собака Спарки от Hengbot, у которой есть скелетно-мышечные конечности.

Теперь группа исследователей из Университета ДеПола в Чикаго разработала робота-тюленя с мягкими конечностями, изучая передвижение ластоногих. Ластоногие — это группа морских млекопитающих, таких как морские львы и тюлени, которые для передвижения используют ласты.

Роботы с мягкими конечностями могут выполнять несколько задач, которые не под силу традиционным роботам, например, маневрирование в узких пространствах и манипуляции с хрупкими предметами. Кроме того, они более адаптируются к изменяющейся окружающей среде, поскольку могут переносить падения, что делает их безопаснее работать рядом с людьми.

Благодаря этим преимуществам у них есть несколько потенциальных применений, таких как наблюдение, поиск и спасение, а также глубоководные или планетарные исследования. Однако современная технология имеет множество недостатков, таких как ограниченная полезная нагрузка, низкая подвижность конечностей, минимальные траектории ходьбы и ограниченные степени свободы.

Димуту Д.К. Арахчиге и др./arXiv

Эти недостатки побудили исследователей создать робота с мягкими конечностями, вдохновленного движениями ластоногих. У их робота есть две передние конечности и одна задняя (или задняя) конечность для передвижения по земле, как у моржей, морских львов или тюленей.

Каждая из конечностей робота имеет длину 9,5 дюймов (~ 24,1 см) и ширину 1,5 дюйма (~ 3,8 см) и приводится в движение пневматическими мышечными приводами (PMA). PMA — это мягкие, гибкие устройства, которые используют сжатый воздух для создания движения и основаны на структуре и функциях биологических мышц.

Конечности робота-тюленя можно наполнить жидкостью, чтобы сделать их жесткими, а затем слить жидкость, чтобы сделать их более гибкими. Вот как он движется и меняет направления. Вся конструкция покрыта прочным панцирем и хребтом для ее защиты.

Точные движения мягкого робота можно увидеть на видео, которым поделился первый автор исследования Димуту Д.К. Арахчиге.

Как можно видеть, робот с мягкими конечностями демонстрирует множество различных походок, включая ползание вперед и назад, ползание и повороты влево и вправо, повороты на месте (как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки) и агрессивные повороты в обоих направлениях.

Такой широкий диапазон движений позволяет ему перепрыгивать неровную местность и препятствия, чего не могут сделать традиционные роботы на основе четвероногих существ. В будущем исследователи планируют работать над динамической походкой.

Аннотация исследования:

Передвижение на ногах — очень перспективная, но недостаточно исследованная область в области мягкой робототехники. Гибкие конечности роботов с мягкими конечностями предлагают множество преимуществ, в том числе способность регулировать удары, выдерживать падения и перемещаться в ограниченном пространстве. Эти роботы могут быть использованы для различных приложений, таких как поиск и спасение, инспекция, наблюдение и многое другое. Передовые технологии по-прежнему сталкиваются со многими проблемами, включая ограниченные степени свободы, отсутствие разнообразия в траекториях ходьбы, недостаточную подвижность конечностей и ограниченные возможности полезной нагрузки. Чтобы решить эти проблемы, мы разрабатываем модульного робота с мягкими конечностями, который может имитировать движение ластоногих. Используя модульный подход к проектированию, мы стремимся создать робота с улучшенной степенью свободы, разнообразием траекторий ходьбы, ловкостью конечностей и грузоподъемностью. Мы создаем полную кинематическую модель предлагаемого робота с плавающей базой и используем ее для создания и экспериментальной проверки различных походок передвижения. Результаты показывают, что предлагаемый робот способен эффективно воспроизводить эти походки. Мы сравниваем траектории движения при различных параметрах походки с результатами нашего моделирования, чтобы продемонстрировать обоснованность предложенных нами моделей походки.