Две трети нейронов осьминога находятся в его руках, а это означает, что у каждой руки буквально есть собственный разум. Руки осьминога могут развязать узлы, открывать защищенные от детей бутылки и обвивать добычу любой формы и размера. Сотни присосок, покрывающих их руки, могут образовывать прочную изоляцию даже на неровных поверхностях под водой.
Представьте, если бы робот мог все это.
Исследователи из Гарварда Джон А. Школа инженерии и прикладных наук Полсона (SEAS) и университет Бейхан разработали мягкую роботизированную руку в стиле осьминога, которая может захватывать, перемещать и манипулировать широким спектром объектов. Его гибкий конический дизайн в комплекте с присосками позволяет захвату надежно захватывать предметы любой формы, размера и текстуры – от яиц до iPhone и больших мячей для упражнений.
«Большинство предыдущих исследований роботов, вдохновленных осьминогами, были сосредоточены либо на имитации всасывания, либо на движении руки, но не на обоих», – сказал Август Домел, недавний выпускник Гарварда и соавтор статьи. «Наше исследование – первое, в котором количественно определены углы сужения рычагов и комбинированные функции изгиба и всасывания, что позволяет использовать один небольшой захват для широкого круга объектов, которые в противном случае потребовали бы использования нескольких захватов."
Исследование опубликовано в Soft Robotics.
Исследователи начали с изучения угла сужения реальных рук осьминога и определения того, какая конструкция для сгибания и захвата объектов лучше всего подойдет для мягкого робота. Затем команда изучила расположение и структуру присосок (да, это научный термин) и включила их в дизайн.
«Мы воспроизвели общую структуру и расположение этих присосок для наших мягких приводов», – сказал соавтор исследования Чжексин Се, аспирант Университета Бейхан. «Хотя наша конструкция намного проще, чем ее биологический аналог, эти биомиметические присоски на основе вакуума могут прикрепляться практически к любому объекту."
Се является соавтором Festo Tentacle Gripper, который является первым полностью интегрированным воплощением этой технологии в коммерческом прототипе.
Исследователи управляют рукой с помощью двух клапанов, один для приложения давления для сгибания руки, а другой для создания вакуума, охватывающего присоски.
Изменяя давление и вакуум, рука может прикрепляться к объекту, обхватывать его, переносить и отпускать.
Исследователи успешно протестировали устройство на множестве различных объектов, включая тонкие пластиковые листы, кофейные кружки, пробирки, яйца и даже живых крабов.
Сужение также позволило руке втиснуться в ограниченное пространство и извлекать предметы.
«Результаты нашего исследования не только дают новое представление о создании мягких роботизированных приводов нового поколения для захвата широкого спектра морфологически разнообразных объектов, но также способствуют нашему пониманию функционального значения вариабельности угла сужения руки у разных видов осьминогов, – сказала Катя Бертольди, профессор прикладной механики Уильяма и Ами Куан Данофф в SEAS и соавтор исследования.