Робота научили собирать кубоктаэдры и передвигаться по ним

Американские инженеры создали робота, способного перемещаться по блокам и перемещать их относительно друг друга, выстраивая таким образом различные объемные конструкции. По мнению разработчиков, в будущем похожие, но уменьшенные версии такого робота, можно будет использовать для производства деталей и машин. Статья с описанием робота опубликована в журнале IEEE Robotics and Automation Letters.

Зачастую исследователи в области робототехники создают роботов не для решения конкретных прикладных задач, к примеру, сварки деталей или сортировки товаров, а для проверки новых концепций, механизмов и алгоритмов. Например, в прошлом году американские инженеры создали модульного робота, который может во время работы менять свою конфигурацию, переставляя модули местами, а также менять окружающую среду и использовать ее части в качестве подручных средств.

Инженеры под руководством Нила Гершенфельда (Neil Gershenfeld) из Массачусетского технологического института создали робота, способного создавать объемные конструкции из простых и одинаковых блоков. Каждый блок представляет собой полый кубоктаэдр из 3D-печатных пластиковых панелей, в узлах которого установлены небольшие магниты. Они позволяют блокам держаться друг за друга, причем в определенных позициях, а не случайным образом.

Робот состоит из двух длинных направляющих и еще двух концов с захватами. Они соединены между собой электромоторами, что позволяет роботу передвигаться по блокам, используя движения, похожие на движения червей. Помимо движения вдоль конструкции из блоков, робот может захватывать некоторые из них, расположенные на концах конструкции, и перемещать их в другое место.

Авторы разработали два алгоритма, отвечающих за расчет порядка строительства конструкции из блоков. Один из них предназначен для одного робота и ситуации, при которой он забирает блоки из одного места. Его метод расчета порядка строительства основан на подсчете «манхэттенского расстояния», описывающего расстояние между двумя точками в квадратной сетке. Второй алгоритм предназначен для одновременной работы нескольких роботов. При его использовании роботы сначала строят центральные фрагменты, а затем постепенно достраивают края.

Исследователи протестировали на реальном роботе лишь конфигурацию с одним роботом. Однако они также успешно проверили работу обоих алгоритмов в симуляции:

В 2017 году израильские инженеры создали манипулятор, состоящий из рельса и двигающегося по нему актуатора. Рельс при этом состоит из множества отдельных сегментов, а актуатор может менять углы между ними, изгибая таким образом манипулятор в нужную форму.

Григорий Копиев