Лента TH Статьи о науке и технике


Новый подход к совершенствованию манипуляций роботов

∴ 134

Человечество всегда находило альтернативный путь решения проблем, который оказывался лучшим, чем прямое подражание природе. Именно по этому у нас автомобили не шагают, самолеты не машут крыльями, а руки роботов не имеют… пальцев!

Рука работает очень просто — резиновый шарик наполнен гранулами, между которыми есть воздушное пространство. Когда насос откачивает воздух — шарик сжимается и захватывает объекты. Гениально?

Захватывающие механизмы роботов являются одним из самых сложных узлов этих машин. Но, в настоящее время еще не один из таких узлов не может сравняться по функциональности с рукой человека, которая может ухватиться за предмет практически любой формы и поднять его без повреждений. В этой статье представлен универсальный захват, разработанный исследователями Корнуелльского университета, Чикагского университета и компании iRobot, который, несмотря на необычность конструкции, функционирует очень хорошо, позволяя захватывать и перемещать любые объекты.

В основе идеи этого захвата выступила всем известная вакуумная упаковка кофе, которая обладает высокой твердостью. Но стоит только нарушить целостность упаковки, она становится мягкой и податливой. Этот эффект называется фазовым переходом гранулированных материалов при изменении значения внешнего воздействия. По сути новый захват и представляет собой вакуумную упаковку кофе, но вместо жесткой товарной оболочки кофе насыпан внутрь плотной резиновой оболочки, обладающей гибкостью и пластичностью. Вакуум внутри этой оболочки создается за счет вакуумного компрессора, выкачивающего воздух из внутреннего пространства захвата.

Помещая этот манипулятор, находящийся в размягченном состоянии, на любой предмет можно добиться того, что он примет форму этого предмета. После этого из внутреннего пространства захвата откачивается воздух, он твердеет и надежно захватывает предмет, после чего с его помощью можно поднимать, перемещать и удерживать предметы достаточно сложной формы, не нарушая их целостности.

Конечно, кофейную гущу в захватах реальных роботов вряд ли будут использовать, да и резиновая оболочка этого захвата не очень прочна, но это всего лишь демонстрация технологии, которая сможет стать основой для простых адаптивных систем, которые смогут быстро захватывать объекты любой сложности. А замену кофе и резине, я думаю, исследователи и инженеры найдут без проблем.