211service.com
Amebalike robotai paieškai ir gelbėjimui
Robotikai iš Virginia Tech, Blacksburg, VA, sukūrė naują robotikos judėjimo formą, pagrįstą vienaląsčių amebų judėjimu. Skirtingai nuo visų kitų robotų, Virginia Tech robotai yra skirti naudoti visą išorinę odą kaip varomąją priemonę.
Blob bot: Įkvėpti paprastos amebos, Virginia Tech mokslininkai sukūrė tokius robotus, kaip šis prototipas, kurie paieškos ir gelbėjimo darbų metu galėtų patekti į ankštas vietas.
Toroidinės formos – šiek tiek panašios į pailgą cilindrinę spurgą – šios naujos veislės robotai skiriasi nuo ratuotų, vikšrinių ar kojyčių robotų tuo, kad jie juda nuolat sukdamiesi iš vidaus į išorę. Dennisas Hongas , mechanikos inžinerijos docentas Virginia Tech. Visa išorinė oda juda, sako jis.
Šis naujas judėjimo tipas ypač tinka paieškos ir gelbėjimo reikmėms, sako Hongas: jie gali labai lengvai susispausti po įgriuvusiomis lubomis arba tarp kliūčių. Iš tiesų, preliminarūs eksperimentai rodo, kad robotai su savo minkštais, susitraukiančiais kūnais gali prasiskverbti pro skylutes, kurių skersmuo daug mažesnis nei įprastas plotis, sako Hongas. Ir kadangi robotai gali panaudoti visus savo kontaktinius paviršius sukibimui, jie gali lengvai judėti per ir per labai nelygią aplinką.
Tikrasis judesys sukuriamas susitraukiant ir plečiant pavaros žiedus per visą roboto kūno ilgį. Sutraukdami žiedus roboto gale ir išplėsdami juos į priekį, jie gali generuoti judėjimą.
Tai labai panašu į pseudopodų principą, kurį naudoja vienaląsčiai organizmai, tokie kaip amebos, sako Hongas. Šis principas susideda iš citoplazminio srauto proceso, kurio metu skysta endoplazma ląstelėje teka į priekį pusiau kieto ektoplazminio vamzdinio apvalkalo viduje. Kai skystis pasiekia priekį, jis virsta gelio pavidalo ektoplazma, sudarydamas šio vamzdelio tęsinį ir judindamas organizmą į priekį. Tuo pačiu metu ektoplazma vamzdelio gale virsta skysta endoplazma, užimdama galinę dalį.
Norint sukurti panašų judesį, Hongo pradiniuose eksperimentuose buvo naudojami robotai, sudaryti iš lanksčių toroidinių membranų, išklotų elektroaktyvaus polimero varomaisiais žiedais arba slėginėmis žarnomis. Tačiau dabar, gavęs finansavimą iš naujos Nacionalinio mokslo fondo dotacijos, Hongas atsisakė elastingų membranų naudojimo ir pasirinko tvirtesnį dizainą. Jis atsisako išsamiai aptarti šiuos dizainus dėl intelektinės nuosavybės problemų. Tačiau jis sako, kad šis naujausias darbas apima standžias mechanines dalis, kurios yra sujungtos taip, kad būtų galima atlikti tokį judėjimą. Tai tarsi 3D bako protektorius, sako jis.
Tai įdomi idėja, sako Henrikas Kristensenas , robotikos profesorius ir Robotikos ir intelektualių mašinų direktorius Džordžijos technologijos institute Atlantoje. Mums tikrai reikia geresnių robotų judėjimo mechanizmų. Ratai ir vikšrai veikia puikiai, kol reljefas tampa labai nelygus, o kojos yra lėtos ir siaubingai neefektyvios, sako jis.
Tai ne pirmas kartas, kai toroidai buvo pasiūlyti kaip varomosios sistemos dalis Andrius Adamatzky , Vakarų Anglijos universiteto Bristolyje, JK, netradicinio skaičiavimo profesorius. Tačiau naudojant elektroaktyvius polimerus sklindančioms susitraukimų bangoms gaminti, šis naujausias tyrimas yra labai įdomus, sako jis. Šie eksperimentiniai dizainai atveria naujas ir įdomias minkštųjų kūnų robotikos perspektyvas.
Tačiau su minkštais kūnais atsiranda naujų iššūkių. Pavyzdžiui, neaišku, kaip būtų galima integruoti maitinimo šaltinį, kompiuterizuotus valdiklius ir jutiklius. Principai čia geri, bet inžineriją tikrai reikia tobulinti, sako Christensenas.
Hongas pripažįsta, kad su jo robotais dar reikia išspręsti daug praktinių problemų. Vienas iš daugelio projektavimo problemų sprendimų yra maitinimo šaltinį, valdiklius, jutiklius ir kitas pagrindines dalis laikyti toroido centre. Jo forma užtikrintų, kad šios pagrindinės dalys išliktų savo vietose, o belaidžiai valdikliai galėtų būti naudojami žiedų susitraukimui suaktyvinti naudojant indukcines maitinimo kilpas, sako Hongas.
Sunkiausia paieškos ir gelbėjimo dalis yra sukurti mechanizmus, kurie gali prisitaikyti prie besikeičiančių reljefų, sako Robinas Merfis , Floridos universiteto kompiuterių mokslo ir inžinerijos profesorius ir buvęs Robotų pagalbos paieškos ir gelbėjimo centro Tampoje, FL, direktorius. Tačiau ji sako, kad ieškoti ir gelbėti reikia daugiau, nei tiesiog lįsti pro spragas.