Ħafna sistemi robotiċi eżistenti jispiraw min-natura, jirriproduċu b'mod artifiċjali proċessi bijoloġiċi, strutturi naturali jew imġieba tal-annimali biex jintlaħqu għanijiet speċifiċi. Dan għaliex l-annimali u l-pjanti huma mgħammra b’mod innate b’abilitajiet li jgħinuhom jgħixu fl-ambjenti rispettivi tagħhom, u li għalhekk jistgħu jtejbu wkoll il-prestazzjoni tar-robots barra mill-ambjenti tal-laboratorju.
"L-armi rotob tar-robot huma ġenerazzjoni ġdida ta' manipulaturi robotiċi li jieħdu ispirazzjoni mill-kapaċitajiet ta' manipulazzjoni avvanzati esibiti minn organiżmi 'mingħajr għadam', bħal tentakli tal-qarnit, zkuk tal-iljunfanti, pjanti, eċċ.," Enrico Donato, wieħed mir-riċerkaturi li wettaq l-istudju, qal Tech Xplore. “It-traduzzjoni ta’ dawn il-prinċipji f’soluzzjonijiet ta’ inġinerija tirriżulta f’sistemi li huma magħmula minn materjali ħfief flessibbli li jistgħu jgħaddu minn deformazzjoni elastika bla xkiel biex jipproduċu moviment konformi u destrezza. Minħabba dawn il-karatteristiċi mixtieqa, dawn is-sistemi jikkonformaw mal-uċuħ u juru robustezza fiżika u tħaddim sikur għall-bniedem bi prezz potenzjalment baxx.
Filwaqt li l-armi tar-robot rotob jistgħu jiġu applikati għal firxa wiesgħa ta 'problemi tad-dinja reali, jistgħu jkunu partikolarment utli għall-awtomatizzazzjoni tal-kompiti li jinvolvu li jintlaħqu postijiet mixtieqa li jistgħu jkunu inaċċessibbli għal robots riġidi. Ħafna timijiet ta 'riċerka reċentement kienu qed jippruvaw jiżviluppaw kontrolluri li jippermettu lil dawn l-armi flessibbli jindirizzaw dawn il-kompiti b'mod effettiv.
"Ġeneralment, il-funzjonament ta 'kontrolluri bħal dawn jiddependi fuq formulazzjonijiet komputazzjonali li jistgħu joħolqu mapping validu bejn żewġ spazji operattivi tar-robot, jiġifieri, spazju tal-kompitu u spazju tal-attwatur," spjega Donato. “Madankollu, il-funzjonament tajjeb ta’ dawn il-kontrolluri ġeneralment jiddependi fuq feedback tal-viżjoni li jillimita l-validità tagħhom f’ambjenti tal-laboratorju, u jirrestrinġi l-iskjerament ta’ dawn is-sistemi f’ambjenti naturali u dinamiċi. Dan l-artikolu huwa l-ewwel tentattiv biex tingħeleb din il-limitazzjoni mhux indirizzata u testendi l-firxa ta’ dawn is-sistemi għal ambjenti mhux strutturati.”
"Kuntrarju għall-kunċett żbaljat komuni li l-pjanti ma jiċċaqilqux, il-pjanti jimxu b'mod attiv u skop minn punt għal ieħor billi jużaw strateġiji ta 'moviment ibbażati fuq it-tkabbir," qal Donato. “Dawn l-istrateġiji huma tant effettivi li l-pjanti jistgħu jikkolonizzaw kważi l-ħabitats kollha fuq il-pjaneta, kapaċità nieqsa fir-renju tal-annimali. Interessanti, b’differenza mill-annimali, l-istrateġiji tal-moviment tal-pjanti ma joħorġux minn sistema nervuża ċentrali, iżda pjuttost, jinħolqu minħabba forom sofistikati ta’ mekkaniżmi informatiċi deċentralizzati.”
L-istrateġija ta 'kontroll li tirfed il-funzjonament tal-kontrollur tar-riċerkaturi tipprova tirreplika l-mekkaniżmi deċentralizzati sofistikati li jsostnu l-movimenti tal-pjanti. It-tim uża speċifikament għodod ta 'intelliġenza artifiċjali bbażati fuq l-imġieba, li jikkonsistu f'aġenti tal-kompjuters deċentralizzati magħquda fi struttura minn isfel għal fuq.
"In-novità tal-kontrollur bijo-ispirat tagħna tinsab fis-sempliċità tagħha, fejn nisfruttaw il-funzjonalitajiet mekkaniċi fundamentali tad-driegħ tar-robot artab biex niġġenera l-imġieba ġenerali li tilħaq," qal Donato. “Speċifikament, id-driegħ tar-robot artab jikkonsisti minn arranġament żejda ta’ moduli rotob, li kull wieħed minnhom jiġi attivat permezz ta’ trijade ta’ attwaturi rranġati b’mod radjali. Huwa magħruf sew li għal konfigurazzjoni bħal din, is-sistema tista 'tiġġenera sitt direzzjonijiet ta' liwi prinċipali."
L-aġenti tal-kompjuters li jirfdu l-funzjonament tal-kontrollur tat-tim jisfruttaw l-amplitudni u l-ħin tal-konfigurazzjoni tal-attwatur biex jirriproduċu żewġ tipi differenti ta 'movimenti tal-pjanti, magħrufa bħala circumnutation u phototropism. Iċ-ċirkonnutazzjonijiet huma oxxillazzjonijiet osservati b'mod komuni fil-pjanti, filwaqt li l-fototropiżmu huma movimenti direzzjonali li jġibu l-fergħat jew il-weraq tal-pjanta eqreb lejn id-dawl.
Il-kontrollur maħluq minn Donato u l-kollegi tiegħu jista 'jaqleb bejn dawn iż-żewġ imgieba, u jikseb il-kontroll sekwenzjali ta' armi robotiċi li jkopru żewġ stadji. L-ewwel minn dawn l-istadji hija fażi ta 'esplorazzjoni, fejn l-armi jesploraw l-inħawi tagħhom, filwaqt li t-tieni hija fażi li tilħaq, fejn jimxu biex jilħqu post jew oġġett mixtieq.
"Forsi l-aktar importanti take-away minn dan ix-xogħol partikolari huwa li din hija l-ewwel darba li armi robot artab żejda ġew ppermettiet li jilħqu kapaċitajiet barra mill-ambjent tal-laboratorju, b'qafas ta 'kontroll sempliċi ħafna," qal Donato. “Barra minn hekk, il-kontrollur huwa applikabbli għal kull artabrobotdriegħ ipprovda arranġament ta 'attwazzjoni simili. Dan huwa pass lejn l-użu ta’ sensing inkorporat u strateġiji ta’ kontroll distribwit f’robots continuum u rotob.”
S'issa, ir-riċerkaturi ttestjaw il-kontrollur tagħhom f'serje ta 'testijiet, bl-użu ta' driegħ robotiku modulari mmexxi minn kejbil, ħafif u artab b'9 gradi ta 'libertà (9-DoF). Ir-riżultati tagħhom kienu promettenti ħafna, peress li l-kontrollur ippermetta lid-driegħ kemm jesplora l-inħawi tiegħu kif ukoll jilħaq post fil-mira b'mod aktar effettiv minn strateġiji oħra ta 'kontroll proposti fil-passat.
Fil-futur, il-kontrollur il-ġdid jista 'jiġi applikat għal armi robotiċi rotob oħra u ttestjat kemm f'ambjenti tal-laboratorju kif ukoll fid-dinja reali, biex tiġi vvalutata aktar il-kapaċità tiegħu li tittratta bidliet ambjentali dinamiċi. Sadanittant, Donato u l-kollegi tiegħu jippjanaw li jiżviluppaw aktar l-istrateġija ta 'kontroll tagħhom, sabiex tkun tista' tipproduċi movimenti u mġieba robotiċi addizzjonali tad-driegħ.
"Bħalissa qed infittxu li nsaħħu l-kapaċitajiet tal-kontrollur biex nippermettu imġieba aktar kumplessi bħal traċċar tal-mira, ġemellaġġ kollu tad-driegħ, eċċ., Biex sistemi bħal dawn ikunu jistgħu jiffunzjonaw f'ambjenti naturali għal perjodi twal ta 'żmien," żied Donato.
Ħin tal-post: Ġunju-06-2023