Multaj ekzistantaj robotaj sistemoj inspiras el naturo, artefarite reproduktante biologiajn procezojn, naturajn strukturojn aŭ bestajn kondutojn por atingi specifajn celojn. Ĉi tio estas ĉar bestoj kaj plantoj estas denaske ekipitaj per kapabloj, kiuj helpas ilin pluvivi en siaj respektivaj medioj, kaj tio povus tiel ankaŭ plibonigi la agadon de robotoj ekster laboratorioj.
"Molaj robotbrakoj estas nova generacio de robotaj manipulantoj, kiuj inspiras el la altnivelaj manipulaj kapabloj elmontritaj de "senostaj" organismoj, kiel polpaj tentakloj, elefantaj trunkoj, plantoj ktp.," Enrico Donato, unu el la esploristoj, kiuj efektivigis la studo, diris Tech Xplore. "Transtraduki ĉi tiujn principojn en inĝenierajn solvojn rezultigas sistemojn, kiuj konsistas el flekseblaj malpezaj materialoj, kiuj povas suferi glatan elastan deformadon por produkti obeeman kaj lertan moviĝon. Pro ĉi tiuj dezirindaj trajtoj, ĉi tiuj sistemoj konformas al surfacoj kaj elmontras fizikan fortikecon kaj hom-sekuran operacion je eble malalta kosto."
Dum molaj robotbrakoj povus esti aplikitaj al larĝa gamo de real-mondaj problemoj, ili povus esti precipe utilaj por aŭtomatigi taskojn kiuj implikas atingi deziratajn lokojn kiuj eble estos nealireblaj por rigidaj robotoj. Multaj esplorteamoj lastatempe provis evoluigi regilojn, kiuj permesus al ĉi tiuj flekseblaj brakoj efike trakti ĉi tiujn taskojn.
"Ĝenerale, la funkciado de tiaj regiloj dependas de komputilaj formuliĝoj, kiuj povas krei validan mapadon inter du operaciaj spacoj de la roboto, te, tasko-spaco kaj aktuar-spaco," Donato klarigis. "Tamen, la taŭga funkciado de ĉi tiuj regiloj ĝenerale dependas de vizio-religo, kiu limigas ilian validecon ene de laboratoriomedioj, limigante la deplojeblecon de ĉi tiuj sistemoj en naturaj kaj dinamikaj medioj. Ĉi tiu artikolo estas la unua provo venki ĉi tiun netraktitan limon kaj etendi la atingon de ĉi tiuj sistemoj al nestrukturitaj medioj."
"Kontraŭe al la komuna miskompreno, ke plantoj ne moviĝas, plantoj aktive kaj celkonscie moviĝas de unu punkto al alia uzante movajn strategiojn bazitajn sur kresko," diris Donato. "Ĉi tiuj strategioj estas tiel efikaj ke plantoj povas koloniigi preskaŭ ĉiujn vivejojn sur la planedo, kapablo mankas en la besta regno. Kurioze, male al bestoj, plantmovadostrategioj ne devenas de centra nervosistemo, sed prefere, ili ekestas pro sofistikaj formoj de malcentralizitaj komputikaj mekanismoj."
La kontrolstrategio subtenanta la funkciadon de la regilo de la esploristoj provas reprodukti la sofistikajn malcentralizitajn mekanismojn subtenantajn la movadojn de plantoj. La teamo specife uzis kondut-bazitajn ilojn de artefarita inteligenteco, kiuj konsistas el malcentralizitaj komputikaj agentoj kombinitaj en desupra strukturo.
"La noveco de nia bio-inspira regilo kuŝas en ĝia simpleco, kie ni ekspluatas la fundamentajn mekanikajn funkciojn de la mola robota brako por generi la ĝeneralan atingan konduton," diris Donato. "Specife, la mola robotbrako konsistas el redunda aranĝo de molaj moduloj, ĉiu el kiuj estas aktivigita per triado de radiale aranĝitaj aktuarioj. Estas konate, ke por tia agordo, la sistemo povas generi ses principajn fleksaddirektojn."
La komputikaj agentoj subtenantaj la funkciadon de la regilo de la teamo ekspluatas la amplitudon kaj tempigas la aktuarkonfiguracion por reprodukti du malsamajn specojn de plantmovadoj, konataj kiel ĉirkaŭnutado kaj fototropismo. Cirkumnutoj estas osciladoj ofte observitaj en plantoj, dum fototropismo estas direktaj movoj kiuj alportas la branĉojn aŭ foliojn de planto pli proksime al la lumo.
La regilo kreita de Donato kaj liaj kolegoj povas ŝanĝi inter ĉi tiuj du kondutoj, atingante la sinsekvan kontrolon de robotaj brakoj trans du stadioj. La unua el tiuj stadioj estas esplora fazo, kie la brakoj esploras sian ĉirkaŭaĵon, dum la dua estas atinga fazo, kie ili moviĝas por atingi deziratan lokon aŭ objekton.
"Eble la plej grava forpreno de ĉi tiu aparta laboro estas, ke ĉi tiu estas la unua fojo, ke superfluaj molaj robotaj brakoj estas ebligitaj atingante kapablojn ekster la laboratoriomedio, kun tre simpla kontrolkadro," diris Donato. "Krome, la regilo estas aplikebla al iu ajn molarobotobrako disponigis similan aktuaran aranĝon. Ĉi tio estas paŝo al la uzo de enigita sentado kaj distribuitaj kontrolstrategioj en kontinuumaj kaj molaj robotoj."
Ĝis nun, la esploristoj testis sian regilon en serio de testoj, uzante modulan kablo-movitan, malpezan kaj mola robota brako kun 9 gradoj da libereco (9-DoF). Iliaj rezultoj estis tre promesplenaj, ĉar la regilo permesis al la brako kaj esplori ĝian medion kaj atingi cellokon pli efike ol aliaj kontrolstrategioj proponitaj en la pasinteco.
En la estonteco, la nova regilo povus esti aplikita al aliaj molaj robotbrakoj kaj testita en laboratorio kaj realaj agordoj, por plue taksi ĝian kapablon trakti dinamikajn mediajn ŝanĝojn. Dume, Donato kaj liaj kolegoj planas evoluigi sian kontrolstrategion plu, tiel ke ĝi povas produkti kromajn robotbrakmovojn kaj kondutojn.
"Ni nuntempe serĉas plibonigi la kapablojn de la regilo por ebligi pli kompleksajn kondutojn kiel celspurado, tutbraka fleksado ktp., por ebligi tiajn sistemojn funkcii en naturaj medioj dum longaj tempoj," aldonis Donato.
Afiŝtempo: Jun-06-2023