Majoritatea dispozitivelor de prindere robotizate de astăzi folosesc o combinație între abilitățile operatorului și senzori încorporați, bucle complexe de feedback sau algoritmi de ultimă oră de învățare automată pentru a prinde obiecte fragile sau cu formă neregulată.
Cu toate acestea, oamenii de știință de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate (SEAS) şi John A. Paulson din Harvard au arătat că există o metodă mai simplă.
Inspirându-se din natură, oamenii de știință au creat un nou tip de prindere moale, robotică, care folosește o rețea de tentacule subțiri pentru a prinde obiecte, similar modului în care meduzele își adună prada. Filamentele individuale, sau tentaculele, nu sunt foarte puternice singure. Cu toate acestea, atunci când sunt folosite ca un grup, filamentele pot prinde ferm și ține lucruri de toate formele și dimensiunile. Gripperul nu are nevoie de control de detectare, planificare sau feedback; se bazează pe inflație simplă pentru a înfășura articole.
Studiul a fost publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
„Cu această cercetare, am vrut să reimaginăm modul în care interacționăm cu obiectele”, a spus Kaitlyn Becker, fostă studentă absolventă și postdoctorală la SEAS și primul autor al lucrării. Becker este în prezent profesor asistent de inginerie mecanică la MIT.
„Profitând de conformitatea naturală a roboticii soft și îmbunătățind-o cu o structură conformă, am proiectat o prindere care este mai mare decât suma părților sale și o strategie de prindere care se poate adapta la o serie de obiecte complexe cu o planificare și o percepție minimă.” a adăugat ea.
Puterea și adaptabilitatea dispozitivului de prindere provin din capacitatea sa de a se încurca cu obiectul pe care încearcă să îl apuce. Filamentele lungi de un picior sunt tuburi goale din cauciuc. O parte a tubului are cauciuc mai gros decât cealaltă, așa că atunci când tubul este presurizat, se ondulează ca o coadă sau ca părul îndreptat într-o zi ploioasă.
Buclele se înnoadă și se încurcă între ele și cu obiectul, fiecare încurcătură crescând puterea prinderii. În timp ce prinderea colectivă este puternică, fiecare contact este individual slab și nu va deteriora nici măcar cel mai fragil obiect. Pentru a elibera obiectul, filamentele sunt pur și simplu depresurizate.
Cercetătorii au folosit simulări și experimente pentru a testa eficacitatea prinderii, ridicând o gamă largă de obiecte, inclusiv diverse plante de apartament și jucării. Gripperul ar putea fi folosit în aplicații din lumea reală pentru a prinde fructe și legume moi pentru producția și distribuția agricolă, țesuturi delicate în medii medicale și chiar obiecte cu formă neregulată din depozite, cum ar fi sticlăria.
Această nouă abordare a apucării combină cercetările profesorului L. Mahadevan privind mecanica topologică a filamentelor încurcate cu cercetările profesorului Robert Wood privind prinderile robotice moi.
„Împlicarea permite fiecărui filament extrem de compliant să se conformeze local cu un obiect țintă, ceea ce duce la o înțelegere topologică sigură, dar blândă, care este relativ independentă de detaliile naturii contactului”, a spus Mahadevan, Profesor de matematică aplicată în SEAS și de biologie organică, evolutivă și fizică în FAS și co-autor corespondent al lucrării.
„Această nouă abordare a prinderii robotizate completează soluțiile existente prin înlocuirea prinderilor simple, tradiționale, care necesită strategii complexe de control cu filamente extrem de conforme și complexe din punct de vedere morfologic, care pot funcționa cu un control foarte simplu”, a spus Wood, Profesor de inginerie și co-autor corespondent al lucrării.
„Această abordare extinde gama a ceea ce este posibil de preluat ȋn prinderile robotizate.” a adăugat el.
Articol de Răzvan Lupu
