Parechji sistemi di robotica esistenti s'ispiranu da a natura, riproducendu artificialmente prucessi biologichi, strutture naturali o cumpurtamenti animali per ottene scopi specifichi. Questu hè chì l'animali è e piante sò innatamente equipati di capacità chì l'aiutanu à sopravvive in i so ambienti rispettivi, è chì puderanu ancu migliurà a prestazione di i robot fora di i paràmetri di u laboratoriu.
"L'armi di robot morbidi sò una nova generazione di manipulatori robotichi chì s'inspiranu da e capacità avanzate di manipulazione mostrate da l'organisimi "senza osse", cum'è tentaculi di polpi, tronchi d'elefante, piante, etc.", Enrico Donato, unu di i circadori chì anu realizatu. u studiu, disse à Tech Xplore. "A traduzzione di questi principii in suluzioni di l'ingegneria si traduce in sistemi chì sò custituiti da materiali ligeri flessibili chì ponu esse sottumessi à una deformazione elastica liscia per pruduce un muvimentu cumpletu è destre. A causa di queste caratteristiche desiderate, questi sistemi si conformanu à e superfici è mostranu robustezza fisica è funziunamentu sicuru per l'omu à un costu potenziale ".
Mentre i bracci di robot morbidi puderanu esse applicati à una larga gamma di prublemi di u mondu reale, puderanu esse particularmente utili per automatizà e attività chì implicanu ghjunghje à i lochi desiderati chì puderanu esse inaccessibili à i robot rigidi. Parechji squadre di ricerca anu pruvatu recentemente à sviluppà cuntrolli chì permettenu à queste braccia flessibili per affruntà in modu efficace questi compiti.
"Generalmente, u funziunamentu di tali cuntrolli s'appoghjanu nantu à formulazioni computazionali chì ponu creà una mappatura valida trà dui spazii operativi di u robot, vale à dì, u spaziu di u travagliu è u spaziu di l'attuatore", spiegò Donato. "Tuttavia, u funziunamentu propiu di questi cuntrolli in generale si basa in a retroazione di visione chì limita a so validità in ambienti di laboratoriu, restringendu a implementabilità di questi sistemi in ambienti naturali è dinamichi. Questu articulu hè u primu tentativu di superà sta limitazione micca indirizzata è allargà a portata di questi sistemi à ambienti non strutturati ".
"U cuntrariu di l'idea sbagliata cumuni chì i pianti ùn si movenu micca, i pianti si movenu attivamente è apposta da un puntu à l'altru utilizendu strategie di muvimentu basatu nantu à a crescita", disse Donato. "Queste strategie sò cusì efficaci chì e piante ponu culunizà quasi tutti l'abitati di u pianeta, una capacità chì manca in u regnu animali. Curiosamente, à u cuntrariu di l'animali, e strategie di u muvimentu di e piante ùn venenu micca da un sistema nervu cintrali, ma piuttostu, sorginu per via di forme sofisticate di meccanismi informatici decentralizati ".
A strategia di cuntrollu chì sustene u funziunamentu di u cuntrollu di i circadori prova di riplicà i miccanismi decentralizati sofisticati chì sustenenu i movimenti di e piante. A squadra hà specificamente utilizatu strumenti di intelligenza artificiale basati nantu à u cumpurtamentu, chì sò custituiti da agenti informatici decentralizati cumminati in una struttura di fondu.
"A novità di u nostru controller bio-inspiratu si trova in a so simplicità, induve sfruttemu e funziunalità meccanica fundamentale di u bracciu robotu molle per generà u cumpurtamentu generale di ghjunghje", disse Donato. "Specificamenti, u bracciu di robot morbidu hè custituitu da una disposizione redundante di moduli morbidi, ognuna di e quali hè attivata attraversu una triade di attuatori disposti radialmente. Hè ben cunnisciutu chì per una tale cunfigurazione, u sistema pò generà sei direzioni di curvatura di principiu ".
L'agenti di l'informatica chì sustene u funziunamentu di u cuntrollu di a squadra sfruttanu l'amplitude è u timing di a cunfigurazione di l'attuatore per riproduce dui tipi di movimenti di a pianta, cunnisciuti cum'è circumnutazione è fototropismu. Circunnutazioni sò oscillazioni cumunimenti osservati in i pianti, mentri u fototropismu sò movimenti direzzione chì portanu i rami o foglie di a pianta più vicinu à a luce.
U cuntrollu creatu da Donato è i so culleghi ponu cambià trà sti dui cumpurtamenti, ottene u cuntrollu sequenziale di l'armi robotichi chì si sviluppanu in duie tappe. U primu di sti tappe hè una fase di esplorazione, induve l'armi scopre u so circondu, mentri a seconda hè una fase di ghjunghje, induve si movenu per ghjunghje à un locu o ughjettu desideratu.
"Forse u più impurtante take-away from this particular work is that this is the first time redundant soft robot arms have been enabled reaching capabilities outside of the laboratory environment, with a very simple control framework," Donato disse. "In più, u controller hè applicabile à qualsiasi softrobotbracciu hà furnitu una disposizione di attuazione simili. Questu hè un passu versu l'usu di sensazioni integrate è strategie di cuntrollu distribuitu in robot continuum è soft.
Finu a ora, i circadori anu pruvatu u so controller in una seria di teste, utilizendu un bracciu roboticu modulare guidatu da cable, ligeru è suave cù 9 gradi di libertà (9-DoF). I so risultati eranu assai promettenti, postu chì u cuntrollu hà permessu à u bracciu di scopra u so circondu è di ghjunghje à un locu di destinazione più efficacemente cà l'altri strategie di cuntrollu pruposti in u passatu.
In u futuru, u novu controller puderia esse appiicatu à altre braccia robotiche morbide è pruvati sia in laboratori sia in ambienti di u mondu reale, per valutà ulteriormente a so capacità di trattà cù cambiamenti ambientali dinamichi. Intantu, Donato è i so culleghi prughjettanu di sviluppà a so strategia di cuntrollu in più, in modu chì pò pruduce movimenti è cumpurtamenti di u bracciu roboticu supplementu.
"Attualmente circhemu di rinfurzà e capacità di u controller per attivà cumpurtamenti più cumplessi, cum'è u seguimentu di u mira, u bracciu interu, etc., per attivà tali sistemi per funziunà in ambienti naturali per longu periodi di tempu", hà aghjustatu Donato.
Tempu di post: 06-06-2023