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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка