Серия из 5 изображений, показывающих вытянутый по вертикали серебряный объект в действии.
Робот с большой силой кручения способен снять крышку с бутылки Coca-Cola.
ТОКИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ/IEEE
ROBOT ИСКУССТВЕННЫЕ МЫШЦЫ
Эта статья является частью нашей эксклюзивной серии IEEE Journal Watch, созданной в сотрудничестве с IEEE Xplore.
При создании роботов бывает сложно добиться правильного сочетания качеств, которые иногда противоречат друг другу. Например, сложно создать одновременно гибкого и сильного робота, но возможно.
В недавнем исследовании исследователи создали робота, который обеспечивает высокую степень гибкости, сохраняя при этом высокое напряжение в своих «мышцах», обеспечивая достаточное скручивающее движение для выполнения сложных задач. В ходе эксперимента робот смог снять крышку с бутылки, совершив при этом крутильное движение в 2,5 раза больше, чем у следующего лидирующего робота этого типа. Результаты были опубликованы 13 января в IEEE Robotics and Automation Letters.
Смотрите видео по ссылке:
Тенсегрити-роботы состоят из сетей жестких рам и мягких тросов, которые позволяют им изменять свою форму, регулируя внутреннее натяжение.
«Структуры тенсегрити интригуют своими уникальными характеристиками — легкими, гибкими и прочными», — объясняет Рёта Кобаяши, магистрант Токийского технологического института, принимавший участие в исследовании. «Эти роботы могут работать в сложных неизвестных условиях, таких как пещеры или космос, с более сложным и эффективным поведением».
Роботы Tensegrity могут иметь базовую структуру с различным количеством жестких структур или «стержней», от 2 до 12, а иногда даже больше, но, как правило, роботы с большим количеством стержней, как правило, более сложны и трудны для проектирования. .
Подписывайтесь ставьте лайки:
В своем исследовании команда Кобаяши создала тенсегрити-робота, который опирается на модули тенсегрити с шестью стержнями. Чтобы робот достиг сильного кручения, используется виртуальная карта треугольников, в которой искусственные мышцы робота размещаются так, чтобы они соединяли вершины треугольников. Когда мышцы сокращаются, они сближают вершины треугольников.
Опираясь на эту технику, робот достиг большого торсионного движения на 50 градусов в двух направлениях, используя только 20-процентное сокращение искусственной мышцы. Кобаяши говорит, что его команда была удивлена эффективностью системы — даже небольшие сокращения искусственной мышцы приводили к большим сокращениям и торсионным деформациям.
«Большинство шестистержневых тенсегрити-роботов катятся только с небольшими деформациями конструкции, что приводит к ограниченным движениям», — говорит Хироюки Набае, доцент Токийского технологического института, который также принимал участие в исследовании. Примечательно, что авторы сообщают, что их робот с шестью звеньями обеспечивает большое крутильное движение, которое в 2,5 раза больше, чем у любого другого робота с шестью стержнями, который они могли найти в литературе.
Затем исследовательская группа прикрепила к роботу резиновые пальцы, чтобы помочь ему захватывать предметы, и проверила его способность выполнять задачи. В одном эксперименте рука робота опускается на бутылку кока-колы, захватывает крышку, поворачивает, поднимает руку и повторяет еще одно движение захвата и поворота, чтобы снять крышку за считанные секунды.
Исследователи рассматривают способы использования этой технологии, например, путем увеличения способности робота изгибаться в разных направлениях и внедрения технологий, позволяющих роботу распознавать новые формы в окружающей среде. Это последнее усовершенствование может помочь роботу лучше адаптироваться к новым условиям и задачам по мере необходимости.