В поисках роботов, способных эффективно манипулировать объектами, исследователи часто моделируют человеческую руку. Это нелегкая дорога. Человеческая рука с ее сложной сетью костей, мышц и сухожилий чрезвычайно сложна. Количество вычислений, необходимых для правильного управления силой захвата и положением руки робота, ошеломляет. Что, если бы был другой путь? Робот с щупальцами, который черпает вдохновение в плавных движениях морских существ?
Это то, о чем просили в Гарварде весь хороший год. Их исследование (что я ссылаюсь на вас здесь) имеет набор щупалец с пневматическим управлением. Робот с щупальцами может аккуратно и надежно захватывать объекты неправильной формы без необходимости машинного обучения или множества датчиков. Немалый шаг вперед, не так ли?
Тентакль против. рука: задача роботизированного захвата
Представьте себе, что вам нужно построить робота, который сможет захватывать самые разные предметы, будь то хрупкие яйца или современные скульптуры. С традиционной роботизированной рукой вам придется запрограммировать более сложный алгоритм, чем с 730, учитывая все возможные углы, давление и движения. Кошмар для программистов (и потенциальная катастрофа для яиц).
С роботизированным щупальцем дело значительно упрощается. Группа гибких нитей может плавно обвивать любую форму, приспосабливаясь к неровностям, например, к объятиям осьминога. Больше никаких сложных расчетов и бесконечных датчиков: всего лишь немного сжатого воздуха и готово, объект захватывается прочно, но деликатно.
Морское вдохновение для нежного захвата
Исследователи Гарварда, разумеется, черпали вдохновение у бесспорных мастеров подводных манипуляций: осьминогов, кальмаров и им подобных. Биомимикрия, малыш. «Щупальцевая компания» усовершенствовала искусство захвата добычи, не раздавливая ее, благодаря гибким конечностям и присоскам.
Конечно, у нашего робота-щупальца нет присосок, по крайней мере пока, но он компенсирует это способностью переплетать нити и создавать своего рода «корзинку» вокруг объекта. Немного похоже на рыболовную сеть, но гораздо мягче (и без риска попасть в уху).
Ключевое слово? Простота
Роботы будущего обойдутся без множества надстроек. Никаких ультрасовременных микрочипов и головокружительных алгоритмов, только продуманная пневмосистема. 12 эластомерных нитей гарвардского робота-щупальца длиной 300 мм сгибаются при приложении давления до 172 кПа. Все сегменты имеют одинаковый размер и управляются одним и тем же источником давления.
Это немного похоже на механическую руку, которую (редко) используют для ловли мягких игрушек в аттракционах, но она гораздо точнее и менее склонна тратить время и деньги.
Робот с щупальцами, множество потенциальных применений
Робот-щупальце по своей природе универсален: он может помочь разжечь огонь или помочь на кухне, аккуратно помешивая салат. Переверните тесто. Помогите хирургу во время операции, удерживая ткань на месте, не повреждая ее. Применение ограничено только нашим воображением (и, возможно, нашим наследственным страхом перед щупальцами).
Это исследование прокладывает путь к новому подходу к робототехнике, далекому от жесткости и сложности человеческих рук. В мире, где роботы все чаще присутствуют в нашей жизни, от завода до дома, этот прорыв может сделать их взаимодействие с нами и с объектами более естественным и менее опасным.
Но одно можно сказать наверняка: будущее робототехники мягкое, гибкое и немного более похожее на осьминога, чем мы когда-либо могли себе представить. И если это означает наличие роботов, которые могут хватать предметы, не ломая их, или пожимать руки, не раздавливая их, я также готов иметь щупальце для друга. Если ты, конечно, не украдешь еду из моей тарелки.
