Маленького робота научили пользоваться сменными складными экзоскелетами
Инженеры из США создали многофункционального робота со сменными экзоскелетами, которые складываются из тонкой пластиковой пленки. Сменяя экзоскелеты, такой робот может шагать, плавать, катиться и планировать по воздуху. Работа опубликована в Science Robotics.
Как правило, каждого робота инженеры разрабатывают для выполнения одной конкретной функции. Для того же, чтобы сделать роботов многофункциональными, используется несколько разных способов. Один из вариантов — это разработка робота-трансформера, который будет менять свою конфигурацию в зависимости от типа задачи. Как правило, такой способ бывает достаточно тяжело реализовать технологически, и совместить больше двух функций удается редко. Другой, более простой способ — это сделать элементарного робота, который умеет пользоваться разными приспособлениями для выполнения того или иного типа задач.
По второму пути решили пойти американские инженеры, научив робота пользоваться несколькими вариантами специальных приспособлений, которые разработчики назвали «сменным экзоскелетом».
Сам робот представляет из себя маленький металлический кубик с ребром около 3 миллиметров, перемещением которого можно управлять с помощью переменного магнитного поля. Каждый из его экзоскелетов изначально представляет из себя небольшой кусочек ламинированной пластиковой пленки толщиной 0,13 миллиметра, со сгибами и разрезами в нужных местах. Эта пленка может складываться, превращаясь в нужное приспособление. В данной работе ученые предложили пять вариантов экзоскелетов разного размера и для разных задач.
Так, у робота есть два прогулочных экзоскелета разных размеров, которые позволяют перемещаться, шагая по твердой поверхности, экзоскелет для плавания, экзоскелет-колесо и экзоскелет для планирования по воздуху вниз (например, чтобы спуститься со стола на пол). Маленький прогулочный экзоскелет является базовым костюмом, и находясь в нем, робот может «одеваться» в один из четырех других. Одевание происходит только на специальной платформе, которая в нужный момент нагревается до 65 градусов по Цельсию, что приводит к складыванию экзоскелета по сгибам.
Скорость одетого в прогулочный экзоскелет робота можно регулировать, изменяя частоту магнитного поля. В маленьком экзоскелете максимальная скорость составляет три сантиметра в секунду, а в большом из-за увеличения длины шага — примерно в полтора раза больше. В экзоскелете-колесе вращается он еще примерно в два раза быстрее.
Чтобы освободиться от уже использованного экзоскелета, робот должен утопить себя в водоеме. Это приводит к разворачиванию пластикового костюма, из которого после этого можно легко выбраться. Как робот должен выбираться из экзоскелета для плавания, который в воде не тонет, авторы работы не уточняют.
По словам инженеров, разработанные ими механизмы складывания и разворачивания пластиковых экзоскелетов для робота, управляемого магнитным полем, могут уже в ближайшем будущем оказаться полезными и для создания более сложных многофункциональных управляемых устройств.
Инженеры-робототехники и раньше предлагали необычные механизмы для создания многофункциональных роботов. Например, недавно была предложена модель робота-трансформера из алюминиевой проволоки.
Александр Дубов
Он предназначен для разгрузки грузовых полуприцепов и контейнеров
Японская компания Mujin, занимающаяся разработкой роботов для работы на складах и систем управления для них, показала работу своего робота TruckBot, предназначенного для разгрузки содержимого трейлеров и грузовых контейнеров. Видео доступно на YouTube-канале компании. Разгрузка содержимого автомобильных полуприцепов и грузовых контейнеров на складах и в логистических центрах может требовать довольно много времени, выступая в роли «бутылочного горлышка», из-за которого в цепочке поставок возникают задержки. Кроме того, зачастую эта физически изнурительная работа выполняется рабочим персоналом вручную, что может представлять угрозу для здоровья людей. Решением этих проблем мог бы стать робот TruckBot, который разрабатывается японской компанией Mujin. Основанная в 2011 году в Токио компания специализируется на создании роботов для складских и логистических работ, а также разработке систем управления для них. Робот TruckBot предназначен для разгрузки грузовых прицепов и контейнеров. Основной элемент его конструкции — подвижная грузовая стрела с транспортерными лентами и роликами наверху. Стрела может отклоняться по вертикали и горизонтали, а также двигаться вперед вместе с рамой робота, проникая вглубь разгружаемого грузового контейнера или прицепа на расстояние до 15 метров. Система управления определяет с помощью камер положение объекта в грузовом контейнере. После этого стрела подводится к объекту и с помощью вакуумных присосок захватывает, подтягивает и устанавливает его на транспортерную ленту. По ней груз попадает на конвейер, установленный позади робота, который перемещает его дальше, например, на сортировку. Таким образом TruckBot способен разгрузить 1000 единиц груза, каждый массой до 22 килограмм за час работы. TruckBot может работать самостоятельно или быть частью группы, состоящей из нескольких роботов разного назначения и конвейеров, объединенных в единую систему, предназначенную для разгрузки, погрузки, сортировки, паллетирования и депаллетирования грузов. Для управления этой системой служит другая разработка компании — система управления MujinController. Использование специализированных роботов, таких как TruckBot, разработанных для выполнения одной конкретной задачи, способно повысить эффективность работы. Однако, их установка может потребовать внесения изменений или даже перестройки помещений. Человекоподобные роботы, созданием которых в последнее время занимается все больше компаний, будут лишены такого недостатка. Благодаря своей антропоморфности они способны передвигаться по тем же помещениям и взаимодействовать с теми же инструментами, что и люди, без необходимости что-либо специально изменять. Например, недавно американская компания Apptronik представила раннюю версию человекоподобного робота Apollo для складской работы.