ბევრი არსებული რობოტიკის სისტემა შთაგონებას იღებს ბუნებიდან, ხელოვნურად ამრავლებს ბიოლოგიურ პროცესებს, ბუნებრივ სტრუქტურებს ან ცხოველთა ქცევას კონკრეტული მიზნების მისაღწევად. ეს იმიტომ ხდება, რომ ცხოველებსა და მცენარეებს თანდაყოლილი აქვთ ისეთი შესაძლებლობები, რაც მათ ეხმარება გადარჩეს შესაბამის გარემოში და ამით შეიძლება ასევე გააუმჯობესოს რობოტების მუშაობა ლაბორატორიული პარამეტრების გარეთ.
„რბილი რობოტის მკლავები რობოტული მანიპულატორების ახალი თაობაა, რომლებიც შთაგონებას იღებენ მანიპულაციის მოწინავე შესაძლებლობებიდან, რომლებსაც ავლენენ „უძვლო“ ორგანიზმები, როგორიცაა რვაფეხა საცეცები, სპილოები, მცენარეები და ა.შ.“ - ენრიკო დონატო, ერთ-ერთი მკვლევარი კვლევამ განუცხადა Tech Xplore-ს. „ამ პრინციპების საინჟინრო გადაწყვეტილებებში თარგმნა იწვევს სისტემებს, რომლებიც შედგება მოქნილი მსუბუქი მასალებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ გლუვი ელასტიური დეფორმაცია განიცადონ შესაბამისი და მოხერხებული მოძრაობის შესაქმნელად. ამ სასურველი მახასიათებლების გამო, ეს სისტემები შეესაბამება ზედაპირებს და აჩვენებენ ფიზიკურ გამძლეობას და ადამიანისათვის უსაფრთხო მუშაობას პოტენციურად დაბალ ფასად.”
მიუხედავად იმისა, რომ რბილი რობოტის მკლავები შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეალურ სამყაროში არსებული პრობლემების ფართო სპექტრისთვის, ისინი შეიძლება იყოს განსაკუთრებით სასარგებლო ამოცანების ავტომატიზაციისთვის, რომლებიც გულისხმობს სასურველ ადგილებზე მიღწევას, რომლებიც შეიძლება მიუწვდომელი იყოს ხისტი რობოტებისთვის. ბევრი კვლევითი ჯგუფი ახლახან ცდილობდა შეექმნათ კონტროლერები, რომლებიც საშუალებას მისცემს ამ მოქნილ იარაღს ეფექტურად გაუმკლავდნენ ამ ამოცანებს.
„ზოგადად, ასეთი კონტროლერების ფუნქციონირება ეყრდნობა გამოთვლით ფორმულირებებს, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან მართებული რუქა რობოტის ორ ოპერაციულ სივრცეს შორის, ანუ დავალებათა სივრცე და მოქმედი სივრცე“, განმარტა დონატომ. „თუმცა, ამ კონტროლერების სწორი ფუნქციონირება ძირითადად ეყრდნობა ხედვის უკუკავშირს, რაც ზღუდავს მათ მოქმედების ლაბორატორიულ გარემოში, ზღუდავს ამ სისტემების განლაგებას ბუნებრივ და დინამიურ გარემოში. ეს სტატია არის პირველი მცდელობა, გადალახოს ეს მიუმართავი შეზღუდვა და გააფართოვოს ამ სისტემების წვდომა არასტრუქტურირებულ გარემოებამდე. ”
„გავრცელებული მცდარი მოსაზრების საწინააღმდეგოდ, რომ მცენარეები არ მოძრაობენ, მცენარეები აქტიურად და მიზანმიმართულად გადადიან ერთი წერტილიდან მეორეზე მოძრაობის სტრატეგიების გამოყენებით ზრდაზე დაფუძნებული“, - თქვა დონატომ. „ეს სტრატეგიები იმდენად ეფექტურია, რომ მცენარეებს შეუძლიათ პლანეტის თითქმის ყველა ჰაბიტატის კოლონიზაცია, რაც ცხოველთა სამეფოს აკლია. საინტერესოა, რომ ცხოველებისგან განსხვავებით, მცენარეთა გადაადგილების სტრატეგიები არ არის ცენტრალური ნერვული სისტემისგან, არამედ წარმოიქმნება დეცენტრალიზებული გამოთვლითი მექანიზმების დახვეწილი ფორმების გამო.
კონტროლის სტრატეგია, რომელიც ემყარება მკვლევართა კონტროლერის ფუნქციონირებას, ცდილობს გაიმეოროს დახვეწილი დეცენტრალიზებული მექანიზმები, რომლებიც ემყარება მცენარეთა მოძრაობას. გუნდმა სპეციალურად გამოიყენა ქცევაზე დაფუძნებული ხელოვნური ინტელექტის ინსტრუმენტები, რომლებიც შედგება დეცენტრალიზებული გამოთვლითი აგენტებისგან, რომლებიც გაერთიანებულია ქვედა ზევით სტრუქტურაში.
”ჩვენი ბიო-ინსპირირებული კონტროლერის სიახლე მდგომარეობს მის სიმარტივეში, სადაც ჩვენ ვიყენებთ რბილი რობოტის მკლავის ფუნდამენტურ მექანიკურ ფუნქციებს საერთო მიღწევის ქცევის შესაქმნელად,” - თქვა დონატომ. ”კონკრეტულად, რბილი რობოტის მკლავი შედგება რბილი მოდულების ზედმეტი განლაგებისგან, რომელთაგან თითოეული გააქტიურებულია რადიალურად განლაგებული ამძრავების ტრიადით. საყოველთაოდ ცნობილია, რომ ასეთი კონფიგურაციისთვის სისტემას შეუძლია შექმნას ექვსი პრინციპული დახრის მიმართულება.
გამოთვლითი აგენტები, რომლებიც ეყრდნობიან გუნდის კონტროლერის ფუნქციონირებას, იყენებენ ამპლიტუდასა და მოქმედების ამოქმედების კონფიგურაციას, რათა განაახლონ მცენარის ორი განსხვავებული ტიპის მოძრაობა, რომელიც ცნობილია როგორც ცირკუმუტაცია და ფოტოტროპიზმი. გარშემორტყმები არის რხევები, რომლებიც ჩვეულებრივ შეინიშნება მცენარეებში, ხოლო ფოტოტროპიზმი არის მიმართული მოძრაობები, რომლებიც მცენარის ტოტებს ან ფოთლებს აახლოებენ სინათლეს.
დონატოსა და მისი კოლეგების მიერ შექმნილ კონტროლერს შეუძლია გადაერთოს ამ ორ ქცევას შორის, მიაღწიოს რობოტული იარაღის თანმიმდევრულ კონტროლს, რომელიც მოიცავს ორ ეტაპზე. ამ ეტაპებიდან პირველი არის საძიებო ფაზა, სადაც იარაღები იკვლევენ გარშემომყოფებს, ხოლო მეორე არის მიღწევის ფაზა, სადაც ისინი მოძრაობენ სასურველ ადგილას ან ობიექტთან მისასვლელად.
„ალბათ, ამ კონკრეტული ნამუშევრიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ეს არის პირველი შემთხვევა, როდესაც ზედმეტი რბილი რობოტის იარაღი მიეცა საშუალება მიაღწიოს შესაძლებლობებს ლაბორატორიული გარემოს გარეთ, ძალიან მარტივი კონტროლის ჩარჩოთი“, - თქვა დონატომ. გარდა ამისა, კონტროლერი გამოიყენება ნებისმიერ რბილზერობოტიმკლავი უზრუნველყოფდა აქტივაციის ანალოგიურ მოწყობას. ეს არის ნაბიჯი ჩაშენებული სენსორული და განაწილებული კონტროლის სტრატეგიების გამოყენებისკენ უწყვეტ და რბილ რობოტებში.
ჯერჯერობით, მკვლევარებმა გამოსცადეს თავიანთი კონტროლერი ტესტების სერიაში, მოდულარული საკაბელო, მსუბუქი და რბილი რობოტული მკლავის გამოყენებით 9 გრადუსიანი თავისუფლებით (9-DoF). მათი შედეგები უაღრესად იმედისმომცემი იყო, რადგან კონტროლერმა საშუალება მისცა მკლავს შეესწავლა გარემო და მიაღწია სამიზნე ადგილს უფრო ეფექტურად, ვიდრე წარსულში შემოთავაზებული სხვა კონტროლის სტრატეგიები.
მომავალში, ახალი კონტროლერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა რბილ რობოტ მკლავებზე და ტესტირება როგორც ლაბორატორიულ, ასევე რეალურ სამყაროში, რათა შემდგომ შეფასდეს მისი უნარი გაუმკლავდეს დინამიურ გარემო ცვლილებებს. იმავდროულად, დონატო და მისი კოლეგები გეგმავენ თავიანთი კონტროლის სტრატეგიის შემდგომ განვითარებას, რათა მან შეძლოს ხელების დამატებითი რობოტული მოძრაობები და ქცევები.
„ამჟამად ჩვენ ვცდილობთ გავაძლიეროთ კონტროლერის შესაძლებლობები, რათა მივცეთ უფრო რთული ქცევები, როგორიცაა სამიზნე თვალყურის დევნება, მთელი მკლავის დაძმობილება და ა.შ., რათა ამ სისტემებს მივცეთ საშუალება იმოქმედონ ბუნებრივ გარემოში ხანგრძლივი დროის განმავლობაში“, - დასძინა დონატომ.
გამოქვეყნების დრო: ივნ-06-2023