In protte besteande robotikasystemen lûke ynspiraasje út 'e natuer, reprodusearje keunstmjittich biologyske prosessen, natuerlike struktueren of diergedrach om spesifike doelen te berikken. Dit komt om't bisten en planten fan natuere binne foarsjoen fan kapasiteiten dy't har helpe om te oerlibjen yn har respektivelike omjouwing, en dat kin dus ek de prestaasjes fan robots ferbetterje bûten laboratoariumynstellingen.
"Sêfte robotwapens binne in nije generaasje fan robotmanipulators dy't ynspiraasje nimme fan 'e avansearre manipulaasjemooglikheden dy't eksposearre wurde troch' bonke 'organismen, lykas octopus-tentakels, oaljefantenstammen, planten, ensfh.," Enrico Donato, ien fan 'e ûndersikers dy't útfierde de stúdzje, fertelde Tech Xplore. "It oersetten fan dizze prinsipes yn technykoplossingen resulteart yn systemen dy't binne makke fan fleksibele lichtgewicht materialen dy't glêde elastyske deformaasje kinne ûndergean om konforme en handige beweging te produsearjen. Troch dizze winsklike skaaimerken passe dizze systemen oan oerflakken en fertoane fysike robústiteit en minsklike feilige operaasje tsjin potensjeel lege kosten.
Wylst sêfte robotwapens kinne wurde tapast op in breed oanbod fan problemen yn 'e echte wrâld, kinne se benammen nuttich wêze foar it automatisearjen fan taken dy't it berikken fan winske lokaasjes befetsje dy't miskien net tagonklik binne foar stive robots. In protte ûndersyksteams hawwe koartlyn besocht kontrôles te ûntwikkeljen dy't dizze fleksibele earms tastean om dizze taken effektyf oan te pakken.
"Yn 't algemien is it funksjonearjen fan sokke controllers basearre op komputerfoarmings dy't in jildige mapping kinne meitsje tusken twa operasjonele romten fan' e robot, dat wol sizze, taakromte en aktuatorromte," ferklearre Donato. "It goede funksjonearjen fan dizze kontrôlers fertrout lykwols oer it algemien op fisy-feedback dy't har jildichheid beheint yn laboratoariumomjouwings, en beheint de ynsetberens fan dizze systemen yn natuerlike en dynamyske omjouwings. Dit artikel is it earste besykjen om dizze net-adressearre beheining te oerwinnen en it berik fan dizze systemen út te wreidzjen nei unstruktureare omjouwings.
"Yn tsjinstelling ta de mienskiplike misfetting dat planten net bewege, ferpleatse planten aktyf en doelbewust fan it iene punt nei it oare mei help fan bewegingstrategyen basearre op groei," sei Donato. "Dizze strategyen binne sa effektyf dat planten hast alle habitats op 'e planeet kinne kolonisearje, in kapasiteit dy't ûntbrekt yn it dierenryk. Nijsgjirrich is dat, yn tsjinstelling ta bisten, plantbewegingsstrategyen net komme út in sintrale senuwstelsel, mar leaver ûntsteane se fanwege ferfine foarmen fan desintralisearre komputermeganismen.
De kontrôlestrategy dy't it funksjonearjen fan 'e kontrôler fan 'e ûndersikers ûnderstreket, besiket de ferfine desintralisearre meganismen te replikearjen dy't de bewegingen fan planten ûnderlizze. It team brûkte spesifyk gedrach-basearre ark foar keunstmjittige yntelliginsje, dy't besteane út desintralisearre komputeraginten kombineare yn in bottom-up struktuer.
"De nijichheid fan ús bio-ynspirearre controller leit yn syn ienfâld, wêr't wy de fûnemintele meganyske funksjonaliteiten fan 'e sêfte robotarm brûke om it algemien berikende gedrach te generearjen," sei Donato. "Spesifyk bestiet de sêfte robotarm út in oerstallige arranzjemint fan sêfte modules, dy't elk wurde aktivearre troch in trijetal fan radiaal ynrjochte actuators. It is bekend dat foar sa'n konfiguraasje it systeem seis prinsipiële bûgingsrjochtingen kin generearje.
De komputeraginten dy't it funksjonearjen fan 'e kontrôler fan it team stypje, benutte de amplitude en timing fan' e actuatorkonfiguraasje om twa ferskillende soarten plantbewegingen te reprodusearjen, bekend as circumnutation en phototropism. Circumnutaasjes binne oscillaasjes dy't gewoanlik wurde waarnommen yn planten, wylst fototropisme rjochtingsbewegingen binne dy't de tûken of blêden fan in plant tichter by it ljocht bringe.
De kontrôler makke troch Donato en syn kollega's kin wikselje tusken dizze twa gedrach, en berikke de opienfolgjende kontrôle fan robotyske earms dy't oer twa stadia spand. De earste fan dizze stadia is in ferkenningsfaze, wêrby't de earms har omjouwing ferkenne, wylst de twadde in berikke faze is, wêr't se bewege om in winske lokaasje of objekt te berikken.
"Miskien is de wichtichste take-away fan dit bysûndere wurk dat dit de earste kear is dat oerstallige sêfte robotwapens binne ynskeakele om mooglikheden bûten it laboratoariumomjouwing te berikken, mei in heul ienfâldich kontrôleramt," sei Donato. "Boppedat is de controller fan tapassing op elke sêftrobotearm foarsjoen fan in ferlykbere actuation arrangement. Dit is in stap nei it brûken fan ynbêde sensing en ferdielde kontrôlestrategyen yn kontinuum en sêfte robots.
Oant no hawwe de ûndersikers har kontrôler hifke yn in searje tests, mei in modulêre kabel-oandreaune, lichtgewicht en sêfte robotyske earm mei 9 graden fan frijheid (9-DoF). Harren resultaten wiene heul kânsryk, om't de kontrôler de earm liet om har omjouwing te ferkennen en in doellokaasje effektiver te berikken dan oare kontrôlestrategyen dy't yn it ferline foarstelde.
Yn 'e takomst kin de nije kontrôler wurde tapast op oare sêfte robotyske earms en testen yn sawol laboratoarium as yn 'e echte wrâld, om har fermogen om te gean mei dynamyske miljeuferoaringen fierder te beoardieljen. Underwilens binne Donato en syn kollega's fan plan om har kontrôlestrategy fierder te ûntwikkeljen, sadat it ekstra robotyske earmbewegingen en -gedrach kin produsearje.
"Wy sykje op it stuit om de mooglikheden fan 'e kontrôler te ferbetterjen om kompleksere gedrach yn te skeakeljen, lykas doel folgjen, twilling mei heule earm, ensfh., Om sokke systemen yn steat te meitsjen om lange perioaden yn natuerlike omjouwings te funksjonearjen," tafoege Donato.
Post tiid: Jun-06-2023