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 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...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса