Рукопожатие прогресса: как мягкие робо-руки изменят наши отношения с ИИ

Мягкая робототехника привлекает внимание своей способностью имитировать движения и внешний вид человека и животных. Однако высокая стоимость и сложность процессов мешает ученым вывести технологию в массовое производство.

Исследователи из Коимбрского университета в Португалии разработали новый дизайн мягкороботической руки — простое и более доступное решение. Их работа опубликована в журнале Cyborg and Bionic Systems .

«Большинство роботов сделаны из твердых материалов», — объясняет Педро Нето, один из исследователей. «Если понаблюдать за животными, мы увидим, что их организм состоит не только из жестких элементов (скелет), но и из мягких (например, мышцы). Некоторые животные (вроде червей) вообще полностью мягкотелые. Вдохновившись природой, мы ожидаем, что следующее поколение роботов будет также сконструировано из мягких компонентов».

Руку можно будет использовать в дальнейших экспериментах и более масштабных проектах. «Перед изготовлением физической модели мы применили метод конечных элементов, чтобы оптимизировать дизайн. Таким образом получилось сократить затраты на создание прототипов», — рассказал Нето. По его словам, помогли обычные 3D-принтеры: исследователи напечатали некоторые компоненты из мягких материалов и формы для отливки из жестких.

Метод конечных элементов (МКЭ) — это способ решения дифференциальных уравнений, широко применяемый в инженерных расчетах и компьютерном моделировании.

Механизм имитирует человеческую конечность, воспроизводя ее движения и возможности. «Конфигурация включает в себя пять мягких приводов, каждый из которых представляет собой 1 палец, и экзоскелет для обеспечения гибкости пальцев», — подчеркнул Нето.

Для управления пригодился так называемый ON-OFF контроллер. Это устройство регулирует изгиб каждого пальца, чтобы рука могла схватывать предметы разных форм, веса и размеров — от мячика до бутылки. Результаты первых тестов и симуляций ученых порадовали.

Мягкие роботические системы – самый безопасный вариант для сосуществования с человеком в одной среде — как в помещениях, так и на открытом воздухе. Например, в случае столкновения с каким-либо объектом такой робот никому и ничему не причинит вреда.

В будущем разработка может быть использована для тестирования новых алгоритмов искусственного интеллекта и других вычислительных инструментов. Она также станет отправной точкой для создания дешевых гуманоидных роботов, которые помогут людям в повседневной жизни.