Ученые создали систему управления роботом из пластиковых соломинок и резинок. Рассказываем, зачем это нужно
Что происходит
- Исследователи из университета Райса и Гарвардского университета представили программируемую аналоговую систему для управления роботами. Если в цифровых системах за переключение между разными состояниями отвечает ток, то в аналоговом устройстве его роль выполняют толчки сжатого воздуха.
- Инженеры использовали два компонента — поршневой привод и клапан. Они сделаны из пластиковых соломинок для питья, гибких пластиковых трубок, резиновых лент, пергаментной бумаги и листов термопластичного полиуретана.
- Поршневые приводы преобразуют давление воздуха в механическую силу, а клапаны меняют состояние на включенное или выключенное. Они могут быть соединены в единое устройство — бистабильный клапан, который работает как переключатель. Определенное количество сжатого воздуха меняет положение переключателя, резинки удерживают клапаны в закрытом состоянии, а программировать их можно путем увеличения или сокращения количества резинок, что меняет уровень давления, необходимый для включения.
- Инженеры уже протестировали устройство на практике. Управляемый им робот прошел запрограммированное количество шагов, взял предмет и вернулся обратно в исходное положение. Также система использовалась для мягкого робота в виде руки.
- По словам авторов проекта, у них не было цели заменить электронные компьютеры на подобное аналоговое устройство. Более того, пневматические контроллеры можно запрограммировать привычными цифровыми способами, объединив оба подхода. Однако есть случаи, когда роботов нужно запрограммировать всего на несколько движений. Именно тогда может оказаться полезной предложенная исследователями схема: «Это будет намного дешевле, безопаснее в использовании и долговечнее, чем традиционные электронные системы управления».
Что это значит
Мягкая робототехника — молодое, но перспективное направление. В рейтинге перспективных направлений робототехники ИСИЭЗ НИУ ВШЭ мягкие роботы заняли второе место. По некоторым оценкам, мировой рынок мягкой робототехники в 2021 году составил $554 млн. Ожидается, что к 2030 году его объем вырастет до $4,8 млрд.
Мягкие роботы — это роботы, которые состоят из материалов, похожих по своим свойствам на ткани человека. Они нужны, чтобы выполнять работу, где необходима особая осторожность, например, для передвижения хрупких предметов или проведения операции. Мягких роботов уже используют в сфере розничной торговли, производства продуктов питания и напитков, логистике и здравоохранении.