Қолданыстағы көптеген робототехника жүйелері нақты мақсаттарға жету үшін биологиялық процестерді, табиғи құрылымдарды немесе жануарлардың мінез-құлқын жасанды түрде жаңғыртып, табиғаттан шабыт алады. Себебі жануарлар мен өсімдіктер туа біткен қабілеттермен жабдықталған, олар өздерінің орталарында өмір сүруге көмектеседі және осылайша зертханалық параметрлерден тыс роботтардың жұмысын жақсарта алады.
«Жұмсақ робот қолдары – сегізаяқтың шатырлары, пілдің діңдері, өсімдіктер және т.б. сияқты «сүйексіз» организмдер көрсететін озық манипуляциялық мүмкіндіктерінен шабыт алатын роботтық манипуляторлардың жаңа буыны», - деп есептеген зерттеушілердің бірі Энрико Донато. зерттеу, деп хабарлады Tech Xplore. «Осы принциптерді инженерлік шешімдерге аудару үйлесімді және епті қозғалыс жасау үшін тегіс серпімді деформацияға ұшырауы мүмкін икемді жеңіл материалдардан тұратын жүйелерге әкеледі. Осы қажетті сипаттамаларға байланысты бұл жүйелер беттерге сәйкес келеді және физикалық беріктік пен адам үшін қауіпсіз жұмысты ықтимал төмен бағамен көрсетеді.
Жұмсақ робот қолдары нақты әлемдегі мәселелердің кең ауқымына қолданылуы мүмкін болса да, олар қатты роботтар үшін қол жетімсіз болуы мүмкін қажетті орындарға жетуді қамтитын тапсырмаларды автоматтандыру үшін әсіресе пайдалы болуы мүмкін. Жақында көптеген зерттеу топтары осы икемді қаруларға осы тапсырмаларды тиімді шешуге мүмкіндік беретін контроллерлерді жасауға тырысуда.
«Жалпы, мұндай контроллерлердің жұмыс істеуі роботтың екі операциялық кеңістігі, яғни тапсырма-кеңістік пен атқарушы-кеңістік арасында жарамды картаны жасай алатын есептеу тұжырымдарына сүйенеді», - деп түсіндірді Донато. «Дегенмен, бұл контроллерлердің дұрыс жұмыс істеуі, әдетте, олардың зертханалық орталарда жарамдылығын шектейтін, табиғи және динамикалық орталарда осы жүйелерді орналастыру мүмкіндігін шектейтін көру-кері байланысына сүйенеді. Бұл мақала осы реттелмеген шектеуді еңсеруге және осы жүйелердің құрылымсыз орталарға қолжетімділігін кеңейтуге бағытталған алғашқы әрекет болып табылады.
«Өсімдіктер қозғалмайды деген жалпы қате пікірге қарамастан, өсімдіктер өсуге негізделген қозғалыс стратегияларын қолдана отырып, белсенді және мақсатты түрде бір нүктеден екінші нүктеге ауысады», - деді Донато. «Бұл стратегиялардың тиімді болғаны сонша, өсімдіктер планетаның барлық дерлік мекендеу орындарын колониялай алады, бұл жануарлар әлемінде жоқ. Бір қызығы, жануарлардан айырмашылығы, өсімдіктердің қозғалысының стратегиялары орталық жүйке жүйесінен туындамайды, керісінше олар орталықтандырылмаған есептеу механизмдерінің күрделі формаларына байланысты пайда болады ».
Зерттеушілердің бақылаушысының жұмысына негіз болатын бақылау стратегиясы өсімдіктердің қозғалысын қамтамасыз ететін күрделі орталықсыздандырылған механизмдерді қайталауға тырысады. Топ төменнен жоғары құрылымда біріктірілген орталықтандырылмаған есептеу агенттерінен тұратын мінез-құлыққа негізделген жасанды интеллект құралдарын арнайы пайдаланды.
«Біздің био-шабыттандырылған контроллеріміздің жаңалығы оның қарапайымдылығында жатыр, мұнда біз жалпы жету әрекетін жасау үшін жұмсақ робот қолының негізгі механикалық функцияларын пайдаланамыз», - деді Донато. «Нақтырақ айтқанда, жұмсақ робот қолы жұмсақ модульдердің артық орналасуынан тұрады, олардың әрқайсысы радиалды реттелген жетектердің триадасы арқылы іске қосылады. Мұндай конфигурация үшін жүйе алты принципті иілу бағытын жасай алатыны белгілі».
Команданың контроллерінің жұмыс істеуін қамтамасыз ететін есептеу агенттері циркнутация және фототропизм деп аталатын өсімдіктер қозғалысының екі түрлі түрін жаңғырту үшін жетек конфигурациясының амплитудасы мен уақытын пайдаланады. Айналым – өсімдіктерде жиі байқалатын тербелістер, ал фототропизм – өсімдіктің бұтақтарын немесе жапырақтарын жарыққа жақындататын бағытталған қозғалыстар.
Донато мен оның әріптестері жасаған контроллер екі кезеңді қамтитын роботтық қолдарды дәйекті басқаруға қол жеткізе отырып, осы екі мінез-құлық арасында ауыса алады. Бұл кезеңдердің біріншісі - барлау кезеңі, онда қарулар айналаны зерттейді, ал екіншісі - қажетті орынға немесе нысанға жету үшін қозғалатын жету кезеңі.
«Мүмкін, бұл жұмыстың ең маңызды тұсы - бұл бірінші рет артық жұмсақ робот қолдары өте қарапайым басқару жүйесімен зертханалық ортадан тыс мүмкіндіктерге қол жеткізуге мүмкіндік берді», - деді Донато. «Сонымен қатар, контроллер кез келген жұмсақ құрылғыға қолданыладыроботқол ұқсас әрекетті реттеуді қамтамасыз етті. Бұл үздіксіз және жұмсақ роботтарда ендірілген зондтау және таратылған басқару стратегияларын пайдалану жолындағы қадам».
Осы уақытқа дейін зерттеушілер 9 еркіндік дәрежесі (9-DoF) бар модульдік кабельмен басқарылатын, жеңіл және жұмсақ роботты қолды пайдаланып, контроллерін бірқатар сынақтарда сынады. Олардың нәтижелері өте перспективалы болды, өйткені контроллер қолдың айналасын зерттеуге және мақсатты орынға бұрынғы ұсынылған басқа басқару стратегияларына қарағанда тиімдірек жетуге мүмкіндік берді.
Болашақта жаңа контроллерді басқа жұмсақ роботтық қаруларға қолдануға және оның қоршаған ортаның динамикалық өзгерістерімен күресу қабілетін одан әрі бағалау үшін зертханалық және нақты әлем параметрлерінде сынауға болады. Сонымен қатар, Донато және оның әріптестері қосымша роботтық қол қозғалысы мен мінез-құлқын жасай алатындай басқару стратегиясын одан әрі әзірлеуді жоспарлап отыр.
«Қазір біз контроллердің мүмкіндіктерін жақсарту үшін мақсатты бақылау, толық қолды тігу және т.
Жіберу уақыты: 06 маусым 2023 ж