Блог

May 11, 2024

Исследователь компьютерных наук создает гибких роботов

Мягкие роботизированные блоки могут трансформироваться для выполнения широкого спектра функций. Исследователи из Дартмута создают мягкие роботизированные блоки, которые могут работать в унисон, создавая конструкции, способные выдержать

Мягкие роботизированные блоки могут трансформироваться для выполнения широкого спектра функций.

Исследователи из Дартмута создают мягкие роботизированные блоки, которые могут работать в унисон, создавая структуры, способные выдерживать вес, перекатываться, ходить, захватывать предметы и транспортировать грузы.

В зависимости от поставленной задачи блоки могут принимать форму, наиболее подходящую для ее выполнения. Например, такие роботы потенциально могут быть полезны для быстрого реагирования во время чрезвычайных ситуаций — крупномасштабные версии, сбрасываемые с дронов или вертолетов, могут собираться в защитные, импровизированные палатки для спасения.

«Есть муравьи, которые совместно строят мосты через пропасти на своем пути или собираются в водонепроницаемые плоты в случае необходимости. Мы решили разработать роботизированные блоки, которые, подобно муравьям, могут соединяться по-разному для выполнения разных функций», — говорит Луян Чжао, кандидат компьютерных наук в Школе последипломных и перспективных исследований Гуарини, который заинтересовался робототехникой как бакалавриат.

StarBlocks, настольный прототип, созданный Чжао и ее сотрудниками из Дартмутской лаборатории реальности и робототехники, Университета Рутгерса и Йельского университета, демонстрирует эту идею и ее потенциал в качестве динамического набора инструментов.

Каждый блок или модуль имеет звездообразный каркас. Сердцевина модуля, изготовленная методом 3D-печати из материала, сочетающего в себе свойства пластика и резины, легкая, но эластичная.

Мы решили разработать роботизированные блоки, которые, подобно муравьям, могут объединяться по-разному для выполнения разных функций.

Механические мышцы — пружины из сплавов, которые деформируются при электрическом нагреве — изменяют форму скелета, позволяя блоку имитировать движение, сгибаться и изменять размер. Модули крепятся друг к другу с помощью магнитов, закрепленных по углам.

В статье, опубликованной в журнале IEEE Robotics and Automation Letters, исследователи демонстрируют различные конструкции, которые могут создавать модули: несущую архитектуру в виде куполообразной палатки; катящееся колесо; четвероногое животное, вдохновленное собакой, для изучения различных походок; роботизированная рука, которая может захватывать и перемещать небольшие предметы; и линейная цепь, которая использует волнообразное движение для перемещения мяча по его длине.

Исследователи также демонстрируют самосборку блоков по поверхности. Используя информацию о местоположении, отслеживаемую камерой, компьютер может активировать отдельные блоки, заставляя их двигаться по направлению к другим и соединяться.

«Это первая в своем роде модульная система, которую можно переконфигурировать, а после перенастройки использовать ее гибкость для решения задач», — говорит соавтор Девин Балкком, профессор информатики. «Эти задачи включают в себя как передвижение, так и манипулирование; это тоже очень необычно».

По словам Балккома, роботы сочетают в себе преимущества различных типов систем. Модульность делает системы универсальными и простыми в ремонте, а модули сочетают в себе гибкость мягких роботов со структурными возможностями жестких блоков.

Исследователи уже работают над переходом на роботов, которые не будут привязаны проводами, что даст им больше свободы в движении и формировании форм. Чжао надеется, что вскоре роботы покинут лабораторные столы и выйдут на улицу.

С Харини Барат можно связаться по адресу [email protected].

Пандемия, я думаю, разрушила многие представления о том, что бездомность и отсутствие жилищного обеспечения являются своего рода трудноразрешимыми и неизбежными проблемами.