Мягкая сила. Новые мягкие роботы станут более подвижными и управляемыми

Одним из достоинств мягких автономных роботов является их способность механически приспосабливаться к окружающей обстановке и задачам. Теперь они могут стать еще более проворными и управляемыми.

Группа исследователей под руководством Кирстин Петерсен, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники Корнельского университета, разработала новую и на удивление простую систему приводов, работающих на жидкости, которая позволяет мягким роботам выполнять более сложные движения. Исследователи добились этого, воспользовавшись преимуществами вязкости, которая ранее препятствовала движению мягких роботов, управляемых жидкостью.

Работа опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems.

Лаборатория Петерсен изучает способы использования когнитивных возможностей и поведения робота и перекладывания их с «мозга» на тело через механические рефлексы. Снижая необходимость в вычислениях, робот может стать проще, надежнее и дешевле в производстве.

Мягкие роботы имеют очень простую структуру, но могут обладать гораздо более гибкой функциональностью, чем их жесткие собратья. Это своего рода конечный воплощенный интеллектуальный робот, — говорит Петерсен.

Большинство мягких роботов в наши дни работают на жидкостном приводе. В прошлом многие люди искали способы получения дополнительных преимуществ за счет интеграции функциональности в материал робота, например, в эластомер. А мы вместо этого задались вопросом, как сделать больше при меньших затратах, используя характер взаимодействия жидкости с этим материалом.

Команда Петерсена соединила серию эластомерных сильфонов тонкими трубками. Такая конфигурация позволяет осуществлять антагонистические движения — одно тянет, другое толкает. Крошечные трубки создают вязкость, что приводит к неравномерному распределению давления, изгибая привод в разные формы и модели движения. В обычных условиях это было бы проблемой, но команда нашла хитрый способ использовать эту проблему.

Исследователи разработали полноценную описательную модель, которая может предсказать возможные движения привода — и все это с помощью единственного ввода жидкости. В результате получился привод, который может выполнять гораздо более сложные движения, но без многочисленных входящих потоков и сложного управления с обратной связью, которые требовались в предыдущих моделях.

Для демонстрации технологии команда создала шестиногого мягкого робота с двумя шприцевыми насосами на вершине, который ходит со скоростью 0,05 длины тела в секунду, а также приседает. Но это только начало возможных вариантов.

Мы подробно описали полный набор методов, с помощью которых можно спроектировать эти приводы для будущих применений», — сказала Петерсен.

Например, когда приводы используются в качестве ног, мы показали, что просто перекрещивая один набор трубок, можно перейти от страусоподобной походки, которая имеет очень широкую стопу, к слоновьей рыси.

Новый привод, работающий на жидкости, можно использовать для различных типов устройств, таких как роботизированные руки, и Петерсен заинтересована в изучении того, как размещение сильфонов в трехмерных конфигурациях приведет к созданию еще более полезных моделей движения.

По сути, это совершенно новая область мягкой робототехники, — заключила она.

Исследовать это направление будет очень интересно.

23.01.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»