Naukowcy często zwracają się do natury w poszukiwaniu wskazówek podczas projektowania robotów – niektóre roboty naśladują ludzkie ręce podczas, gdy inne symulują działania ramion ośmiornic lub robaków calowych. Teraz naukowcy z University of Georgia College of Engineering zaprojektowali nowy miękki robotyczny chwytak, który czerpie inspirację z niezwykłego źródła: fasoli tyczkowej.
Podczas gdy bobik i inne rośliny pnące wykorzystują wrażliwe na dotyk pędy, aby owijać się wokół podpór, takich jak liny i pręty, aby rosnąć w górę, robot zespołu UGA jest zaprojektowany do mocnego, ale delikatnego chwytania przedmiotów o średnicy zaledwie 1 milimetra.
„Wypróbowaliśmy różne projekty, ale nie byliśmy zadowoleni z rezultatów, a potem przypomniałem sobie fasolkę, którą uprawiałem w naszym ogrodzie kilka lat temu” – powiedziała Mable Fok, profesor nadzwyczajna i główna autorka badania. „Ta roślina może tak mocno trzymać się innych roślin lub liny. Zrobiłam więc trochę badań nad owijaniem się roślin i pomyślałam, że to dobry projekt stworzony przez naturę do zbadania”.
W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Optics Express naukowcy twierdzą, że ich miękki robotyczny chwytak spiralny ma kilka zalet w porównaniu z istniejącymi urządzeniami robotycznymi.
Skręcanie robota wymaga tylko jednego sterowania pneumatycznego, co znacznie upraszcza jego obsługę, eliminując potrzebę skomplikowanej koordynacji między wieloma pneumatycznymi elementami sterującymi. Użycie unikalnego ruchu owijania pozwala, aby miękki robotyczny chwytak działał niezawodnie w ciasnych miejscach. Dzięki temu potrzebuje tylko niewielkiej przestrzeni operacyjnej.
Urządzenie UGA oferuje kolejny krok naprzód w porównaniu z wieloma istniejącymi robotami: wbudowany czujnik dostarczający krytyczne informacje zwrotne w czasie rzeczywistym.
„Umieściliśmy czujnik światłowodowy w środku elastycznego kręgosłupa robota, który może wykryć kąt oplotu, parametry fizyczne celu oraz wszelkie zewnętrzne zakłócenia, które mogą spowodować poluzowanie się celu” – komentuje Fok.
Naukowcy są przekonani, że ich miękki, robotyczny chwytak – nieco ponad 3 cale długości i wykonany z silikonu – może być przydatny w wielu zastosowaniach, w tym w rolnictwie, medycynie i badaniach. Zastosowania mogą obejmować wybieranie i pakowanie produktów rolnych, które wymagają delikatnego dotyku, takich jak rośliny i kwiaty, robotyka chirurgiczna lub wybieranie i przechowywanie próbek badawczych w delikatnych szklanych probówkach podczas eksperymentów.
W swoich badaniach zespół badawczy twierdzi, że chwytak spiralny okazał się skuteczny w chwytaniu przedmiotów, takich jak ołówki i pędzle – nawet przedmiotów tak małych jak cienki drut wyprostowanego spinacza. Urządzenie wykazało również doskonałą powtarzalność, wysoką dokładność wykrywania skrętu i precyzyjną detekcję zakłóceń zewnętrznych.
Zespół planuje kontynuować prace, mając na celu udoskonalenie automatycznej kontroli sprzężenia zwrotnego w oparciu o odczyty czujnika światłowodowego. Chcą również zbadać miniaturyzację projektu, aby służył jako podstawa robota biomedycznego.
