Как из одних и тех же гибких блоков конструируются роботы с разным функционалом
Робот, собранный из мягкий модулей, может изменять свою структуру. Примерно так муравьи строят мостик из своих тел.
Исследователи из Дартмута разрабатывают мягкие роботизированные блоки, которые могут работать совместно, создавая конструкции, способные катиться, шагать, захватывать предметы и транспортировать грузы.
В зависимости от поставленной задачи блоки могут принимать форму, наиболее подходящую для ее выполнения. Такие роботы могут быть полезны при чрезвычайных ситуациях - их крупные версии, сбрасываемые беспилотниками или вертолетами, могут собираться, например, в защитные палатки для спасателей.
«Муравьи могут, действуя согласованно, "построить" из своих тел мост через щель, а могут собираться в небольшой плот и переплыть водную преграду. Мы поставили перед собой задачу разработать роботизированные блоки, которые, подобно муравьям, могли бы объединяться различными способами для выполнения разных функций», — говорит Люян Чжао соавтор работы.
StarBlocks — это настольный прототип, созданный Чжао и ее коллегами из Дартмутской лаборатории робототехники, Ратгерского университета и Йельского университета. Прототип демонстрирует эту идею и ее потенциал. Каждый блок, или модуль, имеет звездообразный каркас. Изготовленный методом 3D-печати из материала, сочетающего свойства пластика и резины, остов модуля легкий и в то же время растяжимый.
Самосборка робота-трансформера
Механические мышцы робота — это пружины из сплавов, которые деформируются при электрическом нагреве, они изменяют форму скелета, позволяя блоку изгибаться и менять размер, имитируя движение. Модули крепятся друг к другу с помощью магнитов, расположенных по углам.
В своей работе исследователи демонстрируют различные конструкции, которые могут создавать модули: несущую архитектуру в виде куполообразной палатки, катящееся колесо, четвероногое животное, роботизированную руку, которая может захватывать и перемещать небольшие объекты, и линейную цепь, которая использует волнообразное движение для перемещения шарика.
Исследователи также продемонстрировали самосборку блоков на поверхности. Получив информацию от камеры о расположении блоков, компьютер может их активировать, заставляя двигаться и соединяться.
«Это первая в своем роде модульная система, которую можно реконфигурировать, а после реконфигурации использовать ее гибкость для решения поставленных задач», — говорит соавтор исследования Девин Балком, профессор информатики.
По словам Балккома, модульность делает системы универсальными и легко ремонтируемыми, а сами модули сочетают в себе гибкость мягких роботов и структурные возможности жестких блоков.