Несмотря на постоянное совершенствование, роботы не всегда славятся своей деликатностью. Новая роботизированная система от Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета предпринимает уникальную попытку изменить это: робот использует похожие на лозы усики для подъема грузов.
Разработанная инженерами система состоит из ряда пневматических трубок, которые выдвигаются из герметичного контейнера с одной стороны роботизированной руки, используют давление воздуха, чтобы протянуться под или вокруг определенного объекта, а затем снова соединяются с рукой с другой стороны, где они зажимаются. После зажима рука может двигаться сама, или трубку можно свернуть, чтобы поднять или повернуть объект в захвате. Возможность выдвигать трубки, а затем снова захватывать их — это настоящий прорыв, превосходящий предыдущие роботы на основе лиан, поскольку позволяет системе замыкать собственные контуры.
Благодаря своим гибко изменяемым манипуляторам, робот также может выполнять деликатные задачи, такие как подъем и перемещение хрупкой стеклянной вазы. — Тони Пульсоне, инженер-механик.
«Люди могут предположить, что для того, чтобы что-то схватить, нужно просто протянуть руку и схватить это», — говорит соавтор исследования Кентаро Бархайдт из кафедры машиностроения Массачусетского технологического института. «Но существуют разные этапы, такие как позиционирование и удержание. Переходя от разомкнутого к замкнутому контуру, мы можем достичь новых уровней производительности, используя преимущества обеих форм на соответствующих этапах».
В ходе испытаний, которые вы можете увидеть в следующем видео, команда продемонстрировала, что система может поднимать круглые предметы (0:18); предметы в загроможденном пространстве (3:15); хрупкие предметы, такие как стеклянная ваза (3:56); большие предметы, такие как мусорное ведро, с расстояния (4:20); группу предметов, например, связку металлических стержней (5:16); и относительно тяжелый и необычной формы предмет, такой как арбуз (10:50). Хотя все это впечатляет, исследователи говорят, что настоящий потенциал их робота-винограда заключается в том, чтобы помогать поднимать человеческие тела в больницах и домах престарелых (что вы можете увидеть на 7:30).
Захват с замыканием петли: топологические преобразования позволяют осуществлять прочный, мягкий и универсальный захват.
«Перемещение человека из постели — одна из самых физически тяжелых задач, которые приходится выполнять сиделке», — говорит Бархайдт. «Такой робот может помочь облегчить работу сиделки и быть более щадящим и комфортным для пациента».
Сегодня наиболее распространенный способ перемещения пациентов предполагает поворот человека на бок, чтобы подложить под него простыню, похожую на гамак, которая затем поднимается с помощью лебедки. Это может вызывать боль у некоторых пациентов и мешать внутривенным инъекциям и другим медицинским процедурам. Поскольку трубки могут проходить через очень узкие пространства, например, под телом пациента, роботизированная система перемещения потенциально может сделать перемещение более щадящим и менее травматичным.
«Я очень рада перспективам дальнейшего использования подобных роботов для оказания физической помощи людям с ограниченными возможностями передвижения», — добавляет соавтор Эллисон Окамура из Стэмфорда. «Мягкие роботы могут быть относительно безопасными, недорогими и оптимально спроектированными для удовлетворения конкретных потребностей человека, в отличие от других подходов, таких как человекоподобные роботы».
Хотя исследователи в первую очередь стремились создать робота, похожего на лиану, для оказания помощи в медицинских ситуациях, они утверждают, что он также может найти применение в других областях, что подтверждается результатами испытаний, которым он подвергся.
«Мы считаем, что подобная конструкция робота может быть адаптирована для множества применений, — говорит Бархайдт. — Мы также рассматриваем возможность применения этого в тяжелой промышленности, например, для автоматизации работы кранов в портах и на складах».
Изобретение описано в исследовании, опубликованном в журнале Science Advances .
