Ученые создают мягких роботов, вдохновившись рыбами или другими подвижными существами. Это направление перспективно, ведь такие машины способны лучше адаптироваться к быстро меняющимся условиям и обеспечивать больший уровень безопасности при работе с людьми.
Ученые из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (MIT CSAIL) предлагают проектировать мягких роботов, которые по требованию можно перевести в «жесткое» состояние. Такой подход позволит создать новое поколение роботов, которые сочетают в себе силу и точность жестких конструкций с плавностью и безопасностью мягких.
Специалисты разработали концепцию мягкого робота при помощи компьютерного моделирования. Ученые экспериментировали с различными механизмами: от надувания воздушных камер в руке робота или захвата объектов с помощью удерживаемой капсулой с кофе, чтобы роботы могли удерживать предметы и добираться до заданной цели. Но ключевой нерешенной проблемой остается управление функциональными механизмами для достижения поставленной цели.
Ученые выбрали целевую позицию для робота и вычислили, какое количество движений необходимо совершить. В итоге наиболее эффективным примером для формирования жесткой конструкции и реализации в мягком роботе оказалась кинематика движения человеческой руки при протягивании к объекту: целевое положение руки формируется при сокращение бицепса и трицепса.
Ученые в научной статье описали способ одновременного управления положением и жесткостью мягкого робота с тросовым приводом: одни задействуются для скручивания и поворота корпуса, а другие используются для уравновешивания друг друга, чтобы настроить жесткость.
Исследователи протестировали свою концепцию при моделировании движения и калибровке жесткости роботов различных форм. В ходе тестов они оставались устойчивыми к смещению при толчках в режиме жесткости, однако устойчивость была неодинакова при воздействии со всех сторон.
Разработчики создают прототип робота, чтобы проверить свою систему управления жесткостью по требованию. Уход за пациентами – один из потенциальных сценариев использования решения. Мягкость в данном случае может повысить безопасность, а жесткость по необходимости позволить транспортировать пациентов.
