В настоящее время мягкие роботы обычно перемещаются медленно и требуют пневматические тросы в определенных ситуациях. Они также не могут соответствовать грузоподъемности колесных или гусеничных жестких роботов и не могут нести вес собственной электропневматической системы управления.
По сравнению со сложными и относительно дорогими жесткими роботами, мягкие роботы обладают рядом привлекательных характеристик: механическое соответствие, низкая стоимость, простое управление, обеспечиваемое нелинейными механическими свойствами материалов, малый вес и низкая нагрузка.
Недавно разработали гибридные системы, которые объединяют мягких и жестких роботов и объединяют некоторые преимущества (а также позволяют обойти некоторые ограничения) каждого класса.
Гибрид объединяет жесткого робота на колесах, способного перевозить грузы весом более 2 кг и мягкого робота, который работает медленнее, но способного захватывать объекты и перемещаться по неустойчивой местности.
Этот гибрид может использоваться в полностью свободном режиме: Он управляется по беспроводной связи и работает от батарей. Жесткий робот подает сжатый воздух к мягкому роботу через гибкий трос, а также несет контроллер, микрокомпрессоры и клапаны, управляющие мягким роботом.
Проектирование жесткой роботизированной подсистемы
Здесь используется колесный жесткий робот для переноски блока питания, электропневматической системы управления и мягкого робота.
Система управления создана, используя легкодоступные, маломощные микроконтроллеры, микронасосы и клапаны, чтобы она была недорогой и могла работать на батареях. Можно легко адаптировать ходьбу, скорость или направление мягкого робота, используя микроконтроллер для изменения состояния и времени работы насосов и клапанов. Возможность питания этой системы от батарей имеет важное значение для портативности.
Управление мягким роботом осуществляется с помощью восьми микрокомпрессоров и восьми клапанов для направления сжатого воздуха в каждую из восьми камер пневматических сетей, которые встроены в мягкого робота.
Проектирование мягкой роботизированной подсистемы
Использован мягкий робот, способный управлять движением в четырех направлениях. Он может переключаться между двумя функциями: локомотивной (ходьба) и манипулятивной (захват).
Проектирование гибридной системы
Гибридная роботизированная система использует мобильную жесткую роботизированную базу с привязанным к ней мягким роботом. Эта система отличается тем, что есть многофункциональный мягкий робот, который способен быстро передвигаться независимо от жесткого роботизированного устройства.
Эта гибридная система способна быстро, без физического подключения к оператору, перемещаться по гладким поверхностям с помощью колес жесткого робота, а затем изменять скорость с помощью мягкого робота.
Система связи для жесткого робота уже хорошо развита. Грузоподъемность жесткого робота позволяет ему поддерживать компоненты, клапаны, контроллеры и системы связи, необходимые для работы мягкого робота. Мягкий робот может ходить (хотя и медленно) и захватывать предметы разной формы.
Этот гибрид объединяет в себе преимущества обоих классов роботов. Системы такого типа позволят выполнять сложные задачи под дистанционным управлением, используя только относительно простые системы связи и управления.
Гибридные роботизированные системы способны выполнять задачи, которые не могут быть выполнены в одиночку. Несмотря на то, что существуют специализированные жесткие манипуляторы-роботы с захватами, которые могут выполнять описанные здесь функции, эти системы являются сложными, относительно дорогими и требуют сложного управления. Гибридная система, напротив, проста в конструировании, проста в управлении и дешева.
Роботы, использующие эту гибридную конструкцию, могут оказаться полезными в жилых помещениях с вспомогательным оборудованием (например, помогая пожилым или неподвижным людям извлекать предметы с пола, до которых они иначе не могли бы добраться), при поиске и спасении, когда доступ ограничен для жесткого робота (например, при выполнении работ в опасных условиях).