Njihuni me robotin katërkëmbësh i cili funksionon pa kontrolle të komanduara

Njihuni me robotin katërkëmbësh i cili funksionon pa kontrolle të komanduara

Inxhinierët në Universitetin e Kalifornisë në San Diego kanë krijuar një robot SOFT me katër këmbë që nuk ka nevojë për ndonjë pajisje elektronike për të punuar. Roboti ka nevojë vetëm për një burim të vazhdueshëm të ajrit nën presion për të gjitha funksionet e tij, duke përfshirë kontrollet e tij dhe sistemet e lëvizjes.

Termi “Soft” përdoret për makineri dhe robotë të përbërë nga material i ngjashëm me atë të organizmave të gjallë.

Ekipi, i udhëhequr nga Michael T. Tolley, një profesor i inxhinierisë mekanike në Shkollën e Inxhinierisë Jacobs në UC San Diego, detajon gjetjet e tij në revistën e 17 shkurt 2021 Science Robotics.

“Kjo punë përfaqëson një hap themelor por të rëndësishëm drejt robotëve plotësisht të pavarur,”- thotë Dylan Drotman, një student Ph.D. në grupin kërkimor të Tolley dhe autori i parë i punimit.

Aplikimet përfshijnë robotikë me kosto të ulët për argëtim, të tilla si lodra dhe robotë që mund të veprojnë në mjedise ku pajisjet elektronike nuk mund të funksionojë, të tilla si makineritë MRI ose boshtet e minierave. Robotët SOFT janë me interes të veçantë sepse ata përshtaten lehtësisht me mjedisin e tyre dhe veprojnë të sigurt pranë njerëzve.

Shumica e robotëve SOFT ushqehen nga ajri nën presion dhe kontrollohen nga qarqet elektronike. Por kjo qasje kërkon komponentë kompleksë si pllaka qarku, valvola dhe pompa; shpesh jashtë trupit të robotit. Këto përbërës, të cilët përbëjnë trurin dhe sistemin nervor të robotit, janë tipikisht të rëndë dhe të shtrenjtë. Nga ana tjetër, roboti UC San Diego kontrollohet nga një sistem i qarqeve pneumatike me peshë të lehtë, me kosto të ulët, i përbërë nga tuba dhe valvola të buta, në bordin e vetë robotit. Roboti mund të ecë me komandë ose në përgjigje të sinjaleve që ndjen nga mjedisi.

“Me qasjen tonë, ju mund të krijoni një tru shumë kompleks robotik,”- tha Tolley, autori i vjetër i studimit. “Fokusi ynë këtu ishte të krijonim sistemin nervor të furnizueshëm me ajër më të thjeshtë të mundshëm, të nevojshëm për të kontrolluar ecjen.”

Fuqia llogaritëse e robotit imiton afërsisht reflekset e gjitarëve që drejtohen nga një përgjigje nervore nga shtylla kurrizore sesa nga truri. Ekipi u frymëzua nga qarqet nervore të gjetura tek kafshët, të quajtura gjeneratorë të modelit qendror, të bëra nga elementë shumë të thjeshtë që mund të gjenerojnë modele ritmike për të kontrolluar lëvizjet si ecja dhe vrapimi.

Për të imituar funksionet e gjeneratorit, inxhinierët ndërtuan një sistem valvulash që veprojnë si oshilatorë, duke kontrolluar rendin në të cilin ajri nën presion hyn në muskujt e katër gjymtyrëve të robotit. Studiuesit ndërtuan një komponent inovativ që koordinon ecjen e robotit duke vonuar injektimin e ajrit në këmbët e robotit. Ecja e robotit u frymëzua nga breshkat sideneck.

Roboti është gjithashtu i pajisur me sensorë të thjeshtë mekanikë; flluska të mbushura me lëng të vendosura në fund të pjesëve që dalin nga trupi i robotit. Kur flluskat depresohen, lëngu rrotullon një valvul në robot që e bën atë të kthejë drejtimin.

Dokumenti i Shkencave të Robotikës bazohet në punën e mëparshme nga grupe të tjera kërkimore që zhvilluan oshilatorë dhe sensorë bazuar në valvola pneumatike dhe shton përbërësit e nevojshëm për të arritur funksione të nivelit të lartë si ecja.

Si punon?

Roboti është i pajisur me tre valvula që veprojnë si invertorë që shkaktojnë përhapjen e një gjendje të presionit të lartë rreth qarkut me ajër, me një vonesë në secilin inverter.

Secila prej katër këmbëve të robotit ka tre shkallë lirie të mundësuara nga tre muskuj. Këmbët përkulen poshtë në 45 gradë dhe përbëhen nga tre dhoma cilindrike pneumatike paralele, të lidhura me shakull. Kur një dhomë është nën presion, gjymtyra përkulet në drejtim të kundërt. Si rezultat, të tre dhomat e secilës gjymtyrë sigurojnë përkulje me shumë boshte të kërkuara për ecje. Studiuesit çiftuan dhomat nga secila këmbë diagonalisht përballë njëra-tjetrës, duke thjeshtuar problemin e kontrollit.

Një valvulë ndërron drejtimin e rrotullimit të gjymtyrëve midis sensit orar dhe antiorar të akrepave të orës. Kjo valvulë vepron si ajo që njihet si një çelës me dy hyrje dhe katër dalje, kështu që secila hyrje ka dy dalje përkatëse me të cilat është i lidhur. Ky mekanizëm është pak a shumë si dy nerva të cilat shkëmbejnë lidhjet e tyre në tru.

Hapat e ardhshëm

Në të ardhmen, studiuesit duan të përmirësojnë ecjen e robotit në mënyrë që ai të mund të ecë në terrene natyrore dhe sipërfaqe të pabarabarta. Kjo do të lejonte që robot të lundronte në një sërë pengesash, por do të kërkonte një rrjet më të sofistikuar të sensorëve dhe si rezultat një sistem më kompleks pneumatik.

Ekipi gjithashtu do të shohë se si teknologjia mund të përdoret për të krijuar robotë, të cilët kontrollohen pjesërisht nga qarqet pneumatike për disa funksione, të tilla si ecja, ndërsa qarqet elektronike tradicionale të trajtojnë funksione më të larta.

Postime te ngjashme