Швейцарские и португальские инженеры представили новый прототип роботов Roombot. Несколько таких роботов могут самостоятельно формировать из себя различные структуры, используя электромоторы. Разработчики показали несколько примеров того, как такие роботы могут собираться в стул, а также дополнять обычную мебель, оснащая ее новыми функциями, например, возможностью передвигаться по комнате. Инженеры опубликовали статью в Robotics and Autonomous Systems, а также дали интервью изданию IEEE Spectrum.
Существует концепция динамического интерьера, который способен меняться в зависимости от текущих потребностей хозяина. В коммерческих проектах почти всегда используются моторизированные элементы мебели, например, как в проекте шкафа-трансформера Ori.
Исследователи из области робототехники и дизайна часто применяют не конкретные элементы, пускай и способные выполнять другую функцию, а универсальные блоки или модули. К примеру, в январе мы рассказывали о проекте, в котором на площадке площадью в несколько квадратных метров находятся квадратные модули, способные надуваться и выдвигаться вверх, формируя разные элементы, такие как стул и стол. Чаще всего эти проекты непрактичны и неприменимы за пределами лабораторий, они позволяют проверять концепции, которые затем в доработанном виде можно использовать в полезных устройствах.
Роботы, разработанные Симоном Хаузером (Simon Hauser) и Мехметом Мутлу (Mehmet Mutlu) из Федеральной политехнической школы Лозанны, а также их коллегами, представляют собой именно такой проект, но в нем базовые блоки существуют отдельно друг от друга, что дает больше возможностей для формирования сложных структур. Каждый робот состоит из двух условно кубических частей, сцепленных между собой, причем каждый из двух кубов тоже состоит из двух половин. У робота есть 10 контактных площадок, из которых две самые удаленные друг от друга — это активные площадки с выдвигаемым механическим блокировщиком, позволяющим жестко сцепляться с другими роботами.
В каждом роботе есть по три электромотора, благодаря которым его части могут вращаться относительно друг друга, что позволяет роботам образовывать сложные структуры. Для этого робот поворачивается к соседнему роботу и совмещает контактные площадки. В них есть кольца из магнитов с чередующимися полярностями, поэтому при приближении друг к другу роботы четко ориентируются и могут занимать только определенные позиции с шагом в 90 градусов. После того, как площадки соприкасаются, роботы механически скрепляются с помощью выдвижного стержня.
На каждой контактной площадке есть инфракрасные датчики и датчики Холла для стыковки с другими роботами, акселерометр для определения положения относительно пола, а также светодиоды для индикации параметров и подсветки окружающего пространства. Кроме обычных роботов инженеры создали робота с пневматическим фрикционным захватом.
Используя алгоритмы самостоятельной сборки или ручное управление разработчики показали множество примеров применения роботов. В одном из них роботы самостоятельно собрались в стул (в ролике можно видеть, что в процесс сборки вмешивался инженер, но он лишь поправлял модули из-за небольших отклонений). Также они показали, что роботов можно прикреплять к стульям и столам, чтобы использовать роботов в качестве моторизированных колес.
Существуют и другие кубические роботы, способные самостоятельно организовываться в сложные конструкции. Например, мы рассказывали про прыгающие робокубы, а также про робота, который может передвигать кубоктаэдрические блоки и перемещаться по ним.
Григорий Копиев
Он позволяет подключать до шести роборук одновременно
Инженеры и дизайнеры из Японии разработали прототип модульной системы дополнительных носимых роборук JIZAI ARMS. Система состоит из базового блока, который надевается на спину как рюкзак, а уже к нему можно присоединять до шести роботизированных конечностей. Доклад с описанием разработки представлен в рамках конференции CHI ’23. Инженеры достаточно давно экспериментируют с носимыми дополнительными конечностями. Как правило, это роборуки, которые крепятся к торсу или спине человека и управляются либо им самим, либо оператором. Однако существующие прототипы чаще всего выполнены в виде одной руки или дополнительной пары — например, именно так выглядели роборуки, представленные в 2019 году группой инженеров под руководством Масахико Инами (Masahiko Inami) из Токийского университета. Теперь японские инженеры и дизайнеры под руководством Нахоко Ямамуры (Nahoko Yamamura) из Токийского университета при участии Масахико Инами разработали носимую систему JIZAI ARMS, которая поддерживает сразу шесть роборук. Система имеет модульную конструкцию, в основе которой находится базовый блок. Он надевается на спину человека как рюкзак и удерживается в плотном контакте с телом за счет нескольких ремней. Блок имеет шесть портов для установки быстросъемных робоконечностей. Порты попарно расположены в разных плоскостях чтобы установленные руки не мешали движению друг друга. Каждый порт имеет электрический разъем в центре и энкодер для определения угла, под которым прикреплена роботизированная рука. Масса базового блока составляет 4,1 килограмм. А общая масса системы вместе с четырьмя подсоединенными к терминалам руками достигает 14 килограмм. Длина роборук подбиралась такой, чтобы при вытягивании их вперед перед пользователем быть приблизительно равной длине его рук. Кисти роборук съемные и при необходимости их можно заменить захватами другого типа. Также дизайнеры постарались придать робоконечностям анатомическое сходство с человеческими руками. Система может управляться через приложение на персональном компьютере, а также с помощью контроллера, выполненного в виде уменьшенной вдвое копии базового модуля и присоединенных к нему роборук. Если пользователь или сторонний оператор изменяет положение рук на контроллере, то это приводит к аналогичным движениям робоконечностей на полноразмерном прототипе. Авторы отмечают сложность управления несколькими руками одновременно, для этого им приходилось задействовать сразу несколько операторов. В дальнейшем исследователи планируют изучить впечатления и ощущения людей от длительного ношения и использования модулей с дополнительными конечностями. https://www.youtube.com/watch?v=WZm7xOfUZ2Y На сегодняшний день отсутствие эффективных систем управления — главное препятствие на пути внедрения систем дополнительных носимых рук. Однако, как продемонстрировали инженеры из Японии, в будущем, возможно, удастся научить людей управлять дополнительными конечностями с помощью нейроинтерфейсов.