Server sync... Block time in database: 1610684937, server time: 1610936127, offset: 251190

Положи мне нежно руку на плечо…


Вы посмотрите вокруг и увидите, сколько замечательных идей, предсказанных великими фантастами прошлого, стали реальностью. И это не предел... Вот-вот в каждом доме появится свой робот-помощник, как появились радиоприемник, телевизор, компьютер, смартфон... Робот станет привычным другом, а может быть и членом семьи. И сейчас над этим много и серьезно трудятся ученые во многих странах.

Сегодня робототехника существенно преобразовала сущность и содержание труда во многих отраслях промышленности, но тем не менее, существующий разрыв между машинами и людьми в таких областях, например, как здравоохранение, детская педагогика, патронаж и уход за пожилыми людьми, паллиативная помощь, все еще слишком велик.

Например, при создании роботов-сиделок или роботов-нянек необходимо, чтобы они могли безопасно контактировать с людьми, живыми организмами или взаимодействовать с хрупкими предметами, необходимы новые технологии, позволяющие улучшить их тактильное восприятие и сделать их «руки», «пальцы» мягче.

Поэтому на сегодня одной из важнейших задач робототехники стоит создание безопасного и подвижного роботизированного захвата с возможностями, близкими к человечески.

При разработке мягких роботизированных захватов одной из ключевых проблем является интеграция высокочувствительных датчиков в пальцы робота. Такой мягкий захват в идеале должен обладать так называемой проприоцепцией - чувством собственных движений и положения - чтобы иметь возможность безопасно выполнять различные задачи. Однако обычно датчики изготавливались в жесткиом исполнении, что ухудшало механические характеристики и подвижность мягких частей. Более того, существующие мягкие захваты обычно рассчитывались только на один тип проприоцептивного ощущения: это было либо давление, либо сила сжатия пальцев.

Именно поэтому группа ученых из Университета Рицумейкан (Япония), под руководством доцента Менгинг Се, длительное время работали над новыми конструкциями мягких роботизированных захватов, стремясь минимизировать эти недостатки.

Результаты своих последних исследований они опубликовали в журнале Nano Energy. В статье говориться, что исследования технологии многоматериальной 3D-печати для изготовления мягких роботизированных пальцев со встроенным датчиком проприоцепции можно считать успешными. Их проектирование по этому методу позволит получить множество преимуществ и представляет собой значительный шаг к созданию более безопасных и более функциональных мягких захватов роботов.

Мягкий палец робота имеет усиленную камеру для накачивания, благодаря которой он легко изгибается в зависимости от входного давления воздуха. Кроме того, жесткость пальца также регулируется путем создания вакуума в отдельной камере. Это было достигнуто с помощью механизма, называемого вакуумным заклиниванием, с помощью которого несколько уложенных друг на друга слоев сгибаемого материала можно сделать жесткими, всасывая воздух между ними. Сочетание обеих функций позволяет роботизированному захвату с тремя пальцами правильно захватывать и удерживать любой объект, обеспечивая приложение необходимой силы.

Однако наиболее примечательным является то, что в число вакуумных заглушающих слоев в качестве датчика был включен один пьезоэлектрический слой. Этот слой позволил создавать пьезоэлектрический эффект с разностью потенциалов, когда материал находится под давлением. Ученые использовали это явление в качестве сенсорного механизма для пальца робота, предоставляя простой способ определить как его кривизну, так и начальную жесткость путем регулирования вакуума. Они дополнительно повысили чувствительность пальца за счет включения микроструктурированного слоя среди заглушающих слоев для улучшения распределения давления на пьезоэлектрический материал.

Для изготовления конечностей робота были применены устройства многоматериальной 3D-печати, что дало возможность организовать простой и быстрый процесс прототипирования, используя который исследователи смогли легко интегрировать механизмы чувствительности и настройки степени жесткости в конструкцию самого пальца робота.

Более того, исследователи считают, что результаты разработки чувствительных пальцевых датчиков могут использоваться не только в качестве элементов для производства роботизированных конструкций, но и в других областях, там, где необходимо создать такой контроль за всей системой, который бы не вносил деформации и не оказывал побочных на ее динамическое поведение.

Датчик сконструированный японскими питается от напряжения, создаваемого за счет пьезоэлектрического эффекта и по сути не требует каких-либо источников питания. Это открывает возможности его использования там, где условия эксплуатации предъявляют повышенные требования к экономии электроэнергии. Например, в длительных космических полетах, в создании протезов конечностей.

Изобретением уже заинтересовались представители индустрии развлечений, создающих для одиноких людей роботов-партнеров. К таким конструкциям также применяются высокие требования по чувствительным мягким захватам и взаимодействию с объектами, которыми они манипулируют, и их восприятие.

Создание таких встроенных чувствительных датчиков, имеющих экономичное автономное питание, не только позволит безопасно взаимодействовать роботам с людьми и окружающими предметами, но и устранит препятствия для роботизированных приложений, которые в настоящее время создаются, ориентируясь на датчики с питанием для целей мониторинга.

Будем надеяться, что эта технология получит дальнейшее развитие, и наши друзья-роботы вскоре смогут присоединиться к нам во многих других человеческих делах. И мы при встрече будем без опаски пожимать им теплую мягкую ладонь!

Text.ru - 100.00%


Comments 6


@peshehod , ребенка на руках робота видеть как-то странно. А как же мамино и папино тепло, защита, родовая связь...

13.12.2020 08:25
0

@nadiyamikhno Кто его знает, как оно в будущем будет :)) В 19 века тоже были кормилицы, но и родители были... Не знаю.. Наверное, будет и то и другое.

13.12.2020 10:02
0

@peshehod Я бы сейчас от робота - массажиста не отказался. )))

13.12.2020 08:26
0

@mgaft1 Было бы неплохо:))

13.12.2020 10:02
0