Блог компании ua-hosting.company. Роботы уже довольно давно перестали быть исключительно плодом воображения писателей-фантастов. В наши дни те или иные виды роботов используются на заводах, фермах, складах и даже в барах, и ресторанах. Но это не совсем те роботы, которых мы себе представляем. Их тело лишено ног, торса или головы. По сути, их тело это только рука, необходимая для захвата и переноски объектов. Более точное название таких устройств — роботизированные манипуляторы.

Дабы эффективно выполнять свою работу, они должны обладать достаточно крепкой хваткой, чтобы не уронить переносимый объект. Однако должна быть и некая степень осторожности, если этот объект хрупкий. Инженеры-робототехники по разному подходят к решению этой задачи, создавая, к примеру, мягкие манипуляторы с датчиками давления. Но все они так или иначе напоминают либо кисть человека, либо клешню краба. А что если вдохновением для внешнего вида такого робота будет нечто, лишенное конечностей как таковых?

Ученые из Японского института передовых наук и технологий разработали новый тип роботизированного манипулятора, чей внешний вид и соответствующий функционал напоминают распускающийся цветок розы. Из чего сделан робот, как именно он работает, и насколько он лучше классических манипуляторов? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

По улицам наших городов пока не разгуливают роботы, как в фильме «Я, робот», однако они уже довольно широко применяются в самых разных сферах жизни человека. Очевидно, что в тех или иных условиях работы роботы будут иметь или не иметь определенных, так сказать, запчастей. К примеру, роботы-манипуляторы, работающие на сборочных конвейерах, не нуждаются ни в ногах, ни в голове, как таковых.

Именно манипуляторы, хватающие и переносящие объекты, являются самыми распространенными на данный момент. Учитывая факт такой популярности, поиски методов совершенствования их конструкции и расширения функционала продолжаются и по сей день.

Значимую роль в этом процессе сыграла мягкая робототехника, пытающаяся минимизировать (или вовсе убрать) необходимость в жестком каркасе. Мягкие манипуляторы обеспечивают мягкое прикосновение, широкие возможности настройки и динамическую адаптацию к различным объектам.

Частенько вдохновением для мягких манипуляторов становятся представители флоры и фауны: человек (кисть), венерина мухоловка (листья-ловушки), осьминог (щупальце), слон (хобот) и т. д. Но самым необычным вдохновением является механизм открытия/закрытия лепестков цветов.

Рука большинства мягких роботов пытается сжать объект, чтобы создать контакт с большой площадью, чтобы повысить стабильность хватательного действия. Жестким роботам необходимо провести сложные расчеты, прежде чем крепко и надежно ухватить объект, учитывая ограничения его пальцев (небольшая площадь контакта, жесткий корпус и т. д.). Мягкие роботы лишены этого недостатка благодаря их гибкости и деформируемости.

Изображение №1

В рассматриваемом нами сегодня труде ученые представили новый тип мягких роботизированных манипуляторов, названных ROSE (ROtation-based Squeezing grippEr). Внешний вид робота, как понятно из названия, был вдохновенен цветком розы.

Конструкция ROSE проста, первоначальная форма напоминает втулку с обжимным кольцом, но обеспечивает высокое усилие захвата (до 33 кгс), а также отношение полезной нагрузки к весу (около 6812% только для захвата). Одним вращением ROSE может сжать большую часть объекта, попадающего в область, ограниченную втулкой наконечника. Простота механической конструкции обеспечивает высокую масштабируемость, легкость изготовления и высокую надежность. Захваты могут выдержать до 400000 циклов открытия/закрытия, что вполне оптимально для использования в реальных приложениях.

Структура ROSE