Көпчүлүк роботтор өтө көлөмдүү жана катуу болушу мүмкүн болгон моторлоштурулган каражаттар аркылуу кармап жана тактилдик сезүүгө жетишет. Корнелл университетинин бир тобу жумшак роботтун айлана-чөйрөнү адамдардай сезүү жолун ойлоп табышты.
Роберт Шеферд жетектеген топ, механикалык жана аэрокосмостук инженерия кафедрасынын ассистенти жана башкы изилдөөчүсү. Органикалык робототехника лабораториясы, чоюлма оптикалык толкун өткөргүчтөрдүн жумшак робот колунда ийрилик, узундук жана күч сенсорлору катары кандайча иштээрин сүрөттөгөн макала жарыялады.
Докторанты Хуйчан Чжао - башкы автору "Оптоэлектрондук иннервацияланган жумшак протездик кол созула турган оптикалык толкун өткөргүчтөр аркылуу," Science Robotics журналынын дебюттук басылышында чагылдырылган. Гезит 6-декабрда жарыяланган; Шеперддин лабораториясынын докторанттары Кевин О'Брайен менен Шуо Ли дагы салым кошушту.
"Бүгүнкү күндө көпчүлүк роботтордо дененин сыртында нерселерди байкаган сенсорлор бар" деди Чжао. "Биздин сенсорлор денеге интеграцияланган, ошондуктан алар роботтун калыңдыгы аркылуу берилүүчү күчтөрдү, мисалы, биз жана бардык организмдер сыяктуу, биз ооруну сезгенде аныктай алышат."
Оптикалык толкун өткөргүчтөр 1970-жылдардын башынан бери көптөгөн сезүү функциялары, анын ичинде тактиль, позиция жана акустикалык үчүн колдонулуп келет. Фабрика башында татаал процесс болгон, бирок акыркы 20 жыл ичинде жумшак литографиянын жана 3-D басып чыгаруунун пайда болушу оңой өндүрүлүп, жумшак роботтук тиркемеге киргизилген эластомердик сенсорлордун өнүгүшүнө алып келди.
Shepherd's тобу өзөктү (жарык таратуучу) жана LED (жарык чыгаруучу диод) жана фотодиодду да камтыган каптаманы (толкун өткөргүчтүн сырткы бети) өндүрүү үчүн төрт кадамдуу жумшак литография процессин колдонушкан.
Колдун протези канчалык деформацияланса, өзөк аркылуу жарык ошончолук көп жоголот. Жарыктын өзгөрүлмө жоготуусу, фотодиод тарабынан аныкталгандай, протезге айланасын "сезүүгө" мүмкүндүк берет.
«Эгерде протезди бүктөгөндө жарык өчпөсө, сенсордун абалы тууралуу эч кандай маалымат алмак эмеспиз», - деди Шеперд. "Жоготуунун көлөмү анын ийилгенине жараша болот."
Топ өзүнүн оптоэлектрондук протезин ар кандай тапшырмаларды аткаруу үчүн колдонду, анын ичинде форманы да, текстураны да кармоо жана изилдөө. Баарынан маанилүүсү, кол үч помидорду сканерлеп, жумшактыгы боюнча эң бышканын аныктай алган.
Чжаонун айтымында, бул технологиянын протездерден тышкары көптөгөн потенциалдуу колдонулушу бар, анын ичинде Shepherd аны менен бирге изилдеген био-шыктандыруучу роботтор Мейсон Пек, механикалык жана аэрокосмостук инженерия кафедрасынын доценти, космос мейкиндигин изилдөөдө колдонуу үчүн.
"Бул долбоордун сенсордук пикири жок, - деди Шеферд, Пек менен кызматташууга кайрылып, "бирок бизде сенсорлор бар болсо, күйүү учурунда [суунун электролизинин жардамы менен] форманын өзгөрүшүн реалдуу убакытта көзөмөлдөп, ишке ашыруунун жакшыраак ырааттуулугун иштеп чыга алабыз. тезирээк кыймылдайт».
Жумшак робототехникадагы оптикалык толкун өткөргүчтөр боюнча келечектеги иштер сенсордук мүмкүнчүлүктөрдү жогорулатууга, жарым-жартылай татаалыраак сенсор формаларын 3-D басып чыгарууга жана сенсорлордун көбөйгөн санынан сигналдарды ажыратуу жолу катары машина үйрөнүүнү киргизүүгө багытталган. "Азыр, - деди Чайпан, - тийүү кайдан келип жатканын аныктоо кыйын."
Бул иш Аскер-аба күчтөрүнүн Илимий изилдөөлөр кеңсесинин гранты менен колдоого алынган жана пайдаланылган Корнелл NanoScale илимий жана технологиялык мекеме жана Корнелл материалдарын изилдөө борбору, алардын экөө тең Улуттук Илим Фонду тарабынан колдоого алынган.
- Том Флейшман, Корнелл университети