Mavjud ko'plab robototexnika tizimlari tabiatdan ilhom oladi, biologik jarayonlarni, tabiiy tuzilmalarni yoki hayvonlarning xatti-harakatlarini sun'iy ravishda ko'paytiradi, aniq maqsadlarga erishish uchun. Buning sababi shundaki, hayvonlar va o'simliklar tug'ma ravishda ularga o'z muhitlarida omon qolishga yordam beradigan qobiliyatlar bilan jihozlangan va bu robotlarning laboratoriya sharoitidan tashqarida ham ishlashini yaxshilashi mumkin.
"Yumshoq robot qo'llari - bu "suyaksiz" organizmlar, masalan, sakkizoyoq chodirlari, fil tanasi, o'simliklari va boshqalar tomonidan namoyish etilgan ilg'or manipulyatsiya qobiliyatidan ilhom oladigan robot manipulyatorlarining yangi avlodi", dedi Enriko Donato, tadqiqotchilardan biri. tadqiqot, dedi Tech Xplore. “Ushbu tamoyillarni muhandislik yechimlariga o‘tkazish natijasida moslashuvchan va epchil harakat hosil qilish uchun silliq elastik deformatsiyadan o‘tishi mumkin bo‘lgan moslashuvchan engil materiallardan tashkil topgan tizimlar paydo bo‘ladi. Ushbu kerakli xususiyatlar tufayli ushbu tizimlar sirtlarga mos keladi va jismoniy mustahkamlik va potentsial arzon narxlarda inson uchun xavfsiz ishlashni namoyish etadi.
Yumshoq robot qo'llari haqiqiy dunyo muammolarining keng doirasiga qo'llanilishi mumkin bo'lsa-da, ular qattiq robotlar erisha olmaydigan kerakli joylarga etib borishni o'z ichiga olgan vazifalarni avtomatlashtirish uchun ayniqsa foydali bo'lishi mumkin. Ko'pgina tadqiqot guruhlari yaqinda ushbu moslashuvchan qurollarga ushbu vazifalarni samarali hal qilishga imkon beradigan boshqaruvchilarni ishlab chiqishga harakat qilishdi.
"Umuman olganda, bunday boshqaruvchilarning ishlashi robotning ikkita operatsion maydoni, ya'ni vazifa-makon va aktuator-makon o'rtasida haqiqiy xaritani yaratishi mumkin bo'lgan hisoblash formulalariga tayanadi", deb tushuntirdi Donato. "Biroq, ushbu kontrollerlarning to'g'ri ishlashi, odatda, ko'rish-teskari aloqaga tayanadi, bu ularning laboratoriya muhitida haqiqiyligini cheklaydi va ushbu tizimlarning tabiiy va dinamik muhitda joylashishini cheklaydi. Ushbu maqola ushbu aniqlanmagan cheklovni engib o'tish va ushbu tizimlarning tuzilmagan muhitlarga kirishini kengaytirishga qaratilgan birinchi urinishdir.
"O'simliklar harakat qilmaydi degan keng tarqalgan noto'g'ri tushunchadan farqli o'laroq, o'simliklar o'sishga asoslangan harakat strategiyalaridan foydalangan holda faol va maqsadli ravishda bir nuqtadan ikkinchi nuqtaga o'tadi", dedi Donato. “Ushbu strategiyalar shunchalik samaraliki, o'simliklar sayyoradagi deyarli barcha yashash joylarini mustamlaka qila oladi, bu qobiliyat hayvonot olamida etishmaydi. Qizig'i shundaki, hayvonlardan farqli o'laroq, o'simliklarning harakat strategiyasi markaziy asab tizimidan kelib chiqmaydi, aksincha, markazlashtirilmagan hisoblash mexanizmlarining murakkab shakllari tufayli paydo bo'ladi.
Tadqiqotchilar nazoratchisining ishlashini ta'minlovchi nazorat strategiyasi o'simliklarning harakatini ta'minlovchi murakkab markazlashmagan mexanizmlarni takrorlashga harakat qiladi. Jamoa, ayniqsa, pastdan yuqoriga tuzilmada birlashtirilgan markazlashtirilmagan hisoblash agentlaridan iborat xulq-atvorga asoslangan sun'iy intellekt vositalaridan foydalangan.
"Bizning bio-ilhomlantirilgan kontrollerimizning yangiligi uning soddaligidadir, bunda biz yumshoq robot qo'lining asosiy mexanik funksiyalaridan umumiy yetib borish harakatini yaratish uchun foydalanamiz", dedi Donato. “Aniqrogʻi, yumshoq robot qoʻli yumshoq modullarning ortiqcha joylashuvidan iborat boʻlib, ularning har biri radial tarzda joylashtirilgan aktuatorlar triadasi orqali faollashtiriladi. Ma'lumki, bunday konfiguratsiya uchun tizim oltita asosiy egilish yo'nalishini yaratishi mumkin.
Jamoa boshqaruvchisining ishlashini ta'minlovchi hisoblash agentlari aylanma va fototropizm deb nomlanuvchi ikki xil turdagi o'simliklar harakatini takrorlash uchun aktuator konfiguratsiyasining amplitudasi va vaqtini ishlatadi. Aylanmalar odatda o'simliklarda kuzatiladigan tebranishlar, fototropizm esa o'simlik shoxlari yoki barglarini yorug'likka yaqinlashtiradigan yo'nalishli harakatlardir.
Donato va uning hamkasblari tomonidan yaratilgan boshqaruvchi ushbu ikki xatti-harakat o'rtasida almashinishi mumkin, bu ikki bosqich bo'ylab robot qo'llarini ketma-ket boshqarishga erishadi. Ushbu bosqichlarning birinchisi kashfiyot bosqichi bo'lib, bu erda qo'llar o'z atrofini o'rganadi, ikkinchisi esa kerakli joyga yoki ob'ektga etib borish uchun harakat qilish bosqichidir.
"Ehtimol, bu ishning eng muhim jihati shundaki, bu birinchi marta ortiqcha yumshoq robot qo'llari laboratoriya muhitidan tashqarida, juda oddiy boshqaruv tizimi bilan qobiliyatlarga erishish imkoniyatiga ega bo'ldi", dedi Donato. “Bundan tashqari, kontroller har qanday yumshoq uchun qo'llaniladirobotqo'l shunga o'xshash ishga tushirish tartibini taqdim etdi. Bu kontinuum va yumshoq robotlarda o'rnatilgan sezish va taqsimlangan boshqaruv strategiyalaridan foydalanishga qaratilgan qadamdir.
Hozirgacha tadqiqotchilar o'zlarining kontrollerlarini 9 daraja erkinlik (9-DoF) bilan modulli kabel orqali boshqariladigan, engil va yumshoq robot qo'l yordamida bir qator sinovlarda sinab ko'rdilar. Ularning natijalari juda istiqbolli edi, chunki boshqaruvchi qo'lni o'z atrofini o'rganishga va o'tmishda taklif qilingan boshqa boshqarish strategiyalariga qaraganda maqsadli joyga samaraliroq erishishga imkon berdi.
Kelajakda yangi boshqaruvchi boshqa yumshoq robot qo'llarga qo'llanilishi va uning dinamik atrof-muhit o'zgarishlariga qarshi turish qobiliyatini yanada baholash uchun laboratoriya va real sharoitlarda sinovdan o'tkazilishi mumkin. Ayni paytda, Donato va uning hamkasblari qo'shimcha robotli qo'l harakati va xatti-harakatlarini yaratishi uchun o'zlarining nazorat strategiyasini yanada ishlab chiqishni rejalashtirishmoqda.
"Biz hozirda biz nazoratchining imkoniyatlarini yaxshilash uchun maqsadni kuzatish, butun qo'lni bog'lash va hokazo kabi murakkab xatti-harakatlarni amalga oshirishga intilamiz, bunday tizimlarning uzoq vaqt davomida tabiiy muhitda ishlashiga imkon beradi", deya qo'shimcha qildi Donato.
Xabar vaqti: 2023 yil 06-iyun