Китайські інженери показали новий підхід до роботизованих маніпуляцій предметами — обплутування щупальцями. Вони розробили 12 м'яких філаментів, що приводяться в дію пневмоприводом, та викривлюючись, можуть обплутувати предмети і так міцно їх тримати. Підхопити так можна майже будь-що: від тендітних рослин до предметів складної форми. А головне, для цього не потрібно заздалегідь планувати спосіб хапання. Розплутуються щупальці так само просто — достатньо прибрати тиск. Свою роботу вчені опублікували у журналі PNAS.
Kaitlyn Becker at al. / PNAS, 2022
Коли ви берете щось у руки, то підсвідомо враховуєте розмір предмета, його форму і механічні властивості: цеглину і персик ви триматимете по-різному. І для роботів ця задача ніяк не відрізняється, а тому інженери шукають способів зробити роботизовані маніпулятори більш універсальними, що потребує або складного планування рухів, або оснащення роботів тактильними відчуттями, що ускладнює розробку і використання. Китайські інженери з університету Цінхуа вподобали способи хапання речей, якими послуговуються, наприклад, слони і восьминоги, а також здатність деяких змій і червів заплутуватися. Це надихнуло їх на створення роборуки, яка замість пальців має масив гнучких щупалець, які не обмежать її в маніпуляції предметами.
Стратегія інженерів полягає в наступному: за допомогою пневмоприводу приводити в дію 12 філаментів (систему можливо масштабувати), які будуть рівномірно розподілені, та скручуючись у вузли, забезпечуватимуть хапання. Під тиском щупальця скручуються та заплутуються один з одним та цільовим предметом, що і забезпечує силу захоплення та утримування, яке втім, не зможе пошкодити предмет, адже кожне окреме щупальце має доволі малий вплив. Таке колективне самозаплутування дає можливість відмовитися від планування рухів заздалегідь чи від систем сприйняття, а натомість дозволяє вправлятися з предметами будь-якої складності.
Kaitlyn Becker at al. / PNAS, 2022
Розплутати речі так само легко, достатньо лише прибрати тиск: з 950 успішних спроб випустити предмет, всього 10 були невдалими (хоча було достатньо повторно змусити щупальця заплутатися і розплутатися, щоб вони випустили річ). Автори розробки зазначають, що їхній метод згодиться для задач з нижчою точністю, наприклад, коли переміщення не потребує точності до сантиметра. Однак така роборука зможе взаємодіяти з предметами складної форми та навіть, можливо, з флорою і фауною.
https://youtu.be/SayuM8E_WaQ
Такі «м'які» підходи не вперше розробляються інженерами через їхню адаптивність. Наприклад, натхненний слоновим хоботом маніпулятор може однаково добре і витягнути огірок з банки, і молоток подати.
На що здатні справжні щупальця
🐙Восьминогів застали за жбурлянням один в одного сміття. І за биттям риб
😋Крім того, на щупальцях восьминогів відшукали і смакові рецептори: вони відчувають ними смак усього, до чого торкаються