Программируемая решетка: как робот-слон научился силе и нежности

Исследователи из Лаборатории вычислительного проектирования и производства роботов (Computational Robot Design and Fabrication Lab) швейцарского университета EPFL создали первого в своем роде 3D-печатного робота-слона. Его уникальность заключается в способности выполнять как деликатные манипуляции, требующие гибкости, так и силовые действия, для которых необходима жесткость конструкции.
Программируемая решетка: как робот-слон научился силе и нежности
Изображение носит иллюстративный характер

В основе разработки лежит инновационная технология, названная «программируемая решетчатая структура». Материалом для нее служит пена, состоящая из множества отдельных ячеек. Ключевая особенность заключается в том, что этим ячейкам можно задавать разные формы и положения, тем самым программируя уровень жесткости, деформации и несущей способности материала в разных частях единого объекта.

Геометрия ячеек имеет две основные формы. Ученые могут создавать гибридные варианты, находящиеся в спектре между этими двумя формами. Это обеспечивает возможность «непрерывного пространственного смешения профилей жесткости», позволяя плавно переходить от гибких участков, подобных мышцам, к твердым, имитирующим кости. Потенциал технологии огромен: она позволяет создавать более одного миллиона различных конфигураций, которые в совокупности образуют «бесконечные» геометрические вариации.

Конструкция робота-слона напрямую вдохновлена опорно-двигательным аппаратом животных. Он оснащен мягким и гибким синтетическим хоботом, способным скручиваться, изгибаться и вращаться. Одновременно с этим тазобедренные, коленные и голеностопные суставы робота имеют жесткую, костеподобную опору для обеспечения естественности движений и стабильности.

Такой подход решает одну из главных проблем современной робототехники. Большинство роботов, включая передовых гуманоидов, выглядят «неуклюжими и неловкими» по сравнению с естественными движениями животных и людей. Природная грация является результатом сложной сети из мышц, сухожилий, связок и костей. Для сравнения, хобот настоящего слона содержит около 90 000 пучков мышечных волокон, известных как мышечные пучки.

Для демонстрации возможностей робота были проведены два контрастных теста. В первом испытании он аккуратно и деликатно схватил цветок своим гибким хоботом, показав высокую точность и мягкость движений.

Во втором тесте робот продемонстрировал силу. Он ударил по небольшому шару для боулинга, направленному на 10 кеглей. В результате удара робот-слон успешно сбил семь из них, доказав жесткость и прочность своей конструкции.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances в среду, 16 июля. Первым автором статьи является Цинхуа Гуань, постдокторант Лаборатории вычислительного проектирования и производства роботов в EPFL. Соавтором выступил Бэньхуэй Дай, докторант той же лаборатории. Их работа представляет масштабируемое решение для проектирования легких и адаптируемых роботов будущего.


Новое на сайте

20327Кости прерий: как истребление бизонов породило целую индустрию — и сама себя же уничтожила 20326Кто и зачем взламывает серверы Ollama и ComfyUI ради ключей от AWS? 20325Как злоумышленники спрятали командный сервер внутри блокчейна и почему его невозможно... 20324Брюссель заставляет Android делиться секретами с чужими ИИ-помощниками 20323WordPress: как два бага слились в одну критическую дыру, которую назвали wp2shell 20322Как китайские хакеры обманули DigiCert и украли сертификаты для подписи кода? 20321Что скрывается за уязвимостью, которую агентство США внесло в список активно используемых... 20320Автономные системы наступают быстрее, чем инфраструктура для управления ими: кто выиграет... 20319Почему в OpenSSL нашли дыру, съедающую память серверов, но не дали ей даже номер CVE? 20317SonicWall SMA 1000: как два бага превратили VPN-шлюз в бэкдор для атакующих 20316Может ли уязвимость в клиенте Zoom для Windows открыть доступ к чужому аккаунту без... 20315TELEPUZ: новый вредонос на C, который научился прятаться в Telegram, Steam и блокчейне... 20314Дома из дёрна: как исландцы триста лет прятались от холода под слоем земли и травы 20313Как один токен от чужого сервиса мог впустить злоумышленника в чужой аккаунт n8n?
Ссылка