Seueur sistem robotika anu tos aya inspirasi ti alam, ngahasilkeun deui prosés biologis sacara artifisial, struktur alam atanapi paripolah sasatoan pikeun ngahontal tujuan anu khusus. Ieu kusabab sasatoan sareng pepelakan sacara bawaan dilengkepan ku kamampuan anu ngabantosan aranjeunna salamet di lingkungan masing-masing, sahingga tiasa ningkatkeun kamampuan robot di luar setélan laboratorium.
"Leungeun robot lemes mangrupikeun generasi anyar manipulator robot anu nyandak inspirasi tina kamampuan manipulasi canggih anu dipamerkeun ku organisme 'tanpa tulang', sapertos tentakel gurita, batang gajah, pepelakan, sareng sajabana," Enrico Donato, salah sahiji panaliti anu ngalaksanakeun. pangajaran, ngawartoskeun Tech Xplore. "Narjamahkeun prinsip-prinsip ieu kana solusi rékayasa ngahasilkeun sistem anu diwangun ku bahan ringan anu fleksibel anu tiasa ngalaman deformasi elastis anu mulus pikeun ngahasilkeun gerak anu patuh sareng lincah. Kusabab ciri-ciri anu dipikahoyong ieu, sistem ieu saluyu sareng permukaan sareng nunjukkeun kateguhan fisik sareng operasi anu aman-manusa kalayan harga anu murah.
Sanaos leungeun robot lemes tiasa diterapkeun kana rupa-rupa masalah dunya nyata, aranjeunna tiasa janten mangpaat pikeun ngotomatisasi tugas anu ngalibatkeun ngahontal lokasi anu dipikahoyong anu henteu tiasa diaksés ku robot anu kaku. Seueur tim panilitian nembé nyobian ngembangkeun pangendali anu bakal ngamungkinkeun panangan fléksibel ieu sacara efektif ngarengsekeun tugas ieu.
"Sacara umum, fungsi controller sapertos ngandelkeun formulasi komputasi anu tiasa nyiptakeun pemetaan anu valid antara dua rohangan operasional robot, nyaéta, ruang-tugas sareng ruang-aktuator," jelas Donato. "Najan kitu, fungsi anu leres tina pengendali ieu umumna ngandelkeun éupan balik visi anu ngabatesan validitasna dina lingkungan laboratorium, ngabatesan panyebaran sistem ieu dina lingkungan alam sareng dinamis. Tulisan ieu mangrupikeun usaha munggaran pikeun ngatasi watesan anu teu kajawab ieu sareng manjangkeun jangkauan sistem ieu ka lingkungan anu teu terstruktur.
"Sabalikna tina misconception umum yén tutuwuhan teu gerak, tutuwuhan aktip tur purposefully pindah ti hiji titik ka séjén ngagunakeun strategi gerakan dumasar kana tumuwuhna," ceuk Donato. "Strategi ieu efektif pisan sahingga pepelakan tiasa ngajajah ampir sadaya habitat pangeusina, kamampuan anu teu aya dina karajaan sato. Narikna, teu siga sasatoan, strategi gerakan tutuwuhan henteu asalna tina sistem saraf pusat, tapi timbul kusabab bentuk canggih mékanisme komputasi desentralisasi.
Strategi kontrol anu ngadasarkeun fungsi pengontrol para panaliti nyobian ngulang mékanisme desentralisasi canggih anu ngadukung gerakan pepelakan. Tim husus ngagunakeun parabot kecerdasan jieunan basis kabiasaan, nu diwangun ku agén komputasi desentralisasi digabungkeun dina struktur handap-up.
"The novelty of controller bio-diideuan kami perenahna dina kesederhanaan na, dimana urang mangpaatkeun fungsionalitas mékanis dasar tina panangan robot lemes keur ngahasilkeun kabiasaan ngahontal sakabéh," ceuk Donato. "Sacara husus, panangan robot lemes diwangun ku susunan kaleuleuwihan modul lemes, nu masing-masing diaktipkeun ngaliwatan triad of actuator radially disusun. Perlu dipikanyaho yén pikeun konfigurasi sapertos kitu, sistem tiasa ngahasilkeun genep arah bending prinsip.
Agén komputasi anu ngadukung fungsi controller tim ngamangpaatkeun amplitudo sareng waktos konfigurasi aktuator pikeun ngahasilkeun dua jinis gerakan tutuwuhan anu béda, anu katelah circumnutation sareng phototropism. Sirkumnutasi nyaéta osilasi anu biasa dititénan dina tutuwuhan, sedengkeun fototropisme nyaéta gerakan arah anu ngadeukeutkeun dahan atawa daun tutuwuhan ka cahaya.
Controller anu diciptakeun ku Donato sareng rekan-rekanna tiasa ngalih antara dua paripolah ieu, ngahontal kontrol sekuensial tina panangan robot anu ngalangkungan dua tahap. Tahap kahiji nyaéta fase eksplorasi, dimana panangan ngajajah sakulilingna, sedengkeun anu kadua nyaéta fase ngahontal, dimana aranjeunna ngalih pikeun ngahontal lokasi atanapi obyek anu dipikahoyong.
"Panginten anu paling penting tina padamelan khusus ieu nyaéta yén ieu anu pertama kalina panangan robot lemes anu kaleuleuwihan parantos diaktipkeun pikeun ngahontal kamampuan di luar lingkungan laboratorium, kalayan kerangka kontrol anu saderhana," saur Donato. "Salajengna, controller nu lumaku pikeun sagala lemesrobotpanangan disadiakeun susunan actuation sarupa. Ieu mangrupikeun léngkah pikeun ngagunakeun sensing anu dipasang sareng strategi kontrol anu disebarkeun dina kontinum sareng robot lemes.
Sajauh ieu, panalungtik nguji controller maranéhanana dina runtuyan tés, ngagunakeun modular kabel-disetir, panangan robotic lightweight jeung lemes kalayan 9 derajat kabebasan (9-DoF). Hasilna pisan ngajangjikeun, sabab pangendali ngamungkinkeun panangan pikeun ngajalajah sakulilingna sareng ngahontal lokasi target langkung efektif tibatan strategi kontrol anu sanés anu diusulkeun dina jaman baheula.
Dina mangsa nu bakal datang, controller anyar bisa dilarapkeun ka leungeun robotic lemes sejen tur diuji dina duanana setélan laboratorium sarta real-dunya, jang meberkeun assess kamampuhan pikeun nungkulan parobahan lingkungan dinamis. Samentara éta, Donato sareng batur-baturna ngarencanakeun pikeun ngembangkeun strategi kontrolna langkung jauh, supados tiasa ngahasilkeun gerakan sareng paripolah panangan robot tambahan.
"Kami ayeuna milarian ningkatkeun kamampuan controller pikeun ngaktipkeun paripolah anu langkung kompleks sapertos tracking target, twining panangan sadayana, sareng sajabana, pikeun ngaktifkeun sistem sapertos kitu dina lingkungan alam kanggo waktos anu lami," tambah Donato.
waktos pos: Jun-06-2023