Wie baut man einen Roboter, der sowohl flexibel als auch stark ist? Das Festziehen der Flaschenverschlussschrauben ist ein Kinderspiel

​Big Data Digest Works

Autor: Mickey

Wenn Forscher Roboter erstellen, fällt es leicht, in zwei Merkmale zu fallen Balancedilemma – Flexibilität versus Robustheit. Im Allgemeinen ist es schwierig, beide Eigenschaften zu haben, aber für viele Szenen, die eine sorgfältige Bedienung erfordern, sind beide unverzichtbar.

In einer aktuellen Studie haben Forscher einen Roboter entwickelt, der äußerst flexibel ist und gleichzeitig eine hohe Spannung in den „Muskeln“ aufrechterhält, die ihm genügend Drehbewegungen ermöglichen, um schwierige Aufgaben zu erledigen. In einem Experiment war der Roboter in der Lage, Verschlüsse von Flaschen zu entfernen und dabei die 2,5-fache Drehbewegung des führenden Roboters seiner Klasse zu erzeugen.

Die Ergebnisse wurden in der Ausgabe der IEEE Robotics and Automation Letters vom 13. Januar veröffentlicht.

Papierlink: https://ieeexplore.ieee.org/document/9999348

Der Tensegrity-Roboter besteht aus starrem Sie bestehen aus einem Netzwerk aus Rahmen und flexiblen Kabeln und können dadurch ihre Form ändern, indem sie die innere Spannung anpassen.

Ryota Kobayashi, ein Masterstudent am Tokyo Institute of Technology, der an der Forschung teilnahm, erklärte: „Tensegrity-Strukturen haben Vorteile aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften – Leichtigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit.“ Die Grundstruktur eines Tensegrity-Roboters kann über eine unterschiedliche Anzahl starrer Strukturen oder „Stäbe“ verfügen, um in anspruchsvollen unbekannten Umgebungen wie Höhlen oder im Weltraum zu operieren, und mit komplexeren und effizienteren Verhaltensweisen. Die Gesamtzahl variiert manchmal zwischen 2 und 12 sogar noch mehr – aber als allgemeine Faustregel gilt, dass Roboter mit mehr Stangen in der Regel komplexer und schwieriger zu konstruieren sind.

20 % Kontraktion, 50-Grad-Drehung in 2 Richtungen

Der Tensegrity-Roboter besteht aus starrem Material Sie bestehen aus einem Netzwerk aus Rahmen und flexiblen Kabeln und können dadurch ihre Form ändern, indem sie die innere Spannung anpassen.

Im Rahmen ihrer Forschung hat Ryotas Team einen Tensegrity-Roboter entwickelt, der auf sechs Tensegrity-Modulen basiert. Damit der Roboter kraftvolle Drehungen hinbekommt, wird eine virtuelle Karte aus Dreiecken verwendet, in der die künstlichen Muskeln des Roboters so platziert sind, dass sie die Eckpunkte der Dreiecke verbinden. Wenn sich ein Muskel zusammenzieht, bringt er die Spitzen des Dreiecks näher zusammen.

Mithilfe dieser Technologie kann der Roboter eine große Drehbewegung von 50 Grad in zwei Richtungen erreichen, wobei er nur 20 % der künstlichen Muskeln anspannt. Ryota sagte, sein Team sei von der Effizienz des Systems überrascht gewesen – winzige Kontraktionen der künstlichen Muskeln führten zu großen Kontraktionen und Torsionsverformungen.

Die Drehung ist 2,5-mal so groß wie bei vorhandenen Robotern „Rollt mit leichter Verformung der Struktur, was zu einer eingeschränkten Bewegung führt“, sagte Hiroyuki Nabae, Assistenzprofessor am Tokyo Institute of Technology, der ebenfalls an der Forschung beteiligt war. Bemerkenswert ist, dass die Autoren berichten, dass ihr Sechs-Stab-Roboter eine 2,5-mal größere Torsionsbewegung erzeugt als ein bestehender Sechs-Stab-Tensegrity-Roboter.

Als nächstes installierte das Forschungsteam Gummifinger am Roboter, um ihm beim Greifen von Objekten zu helfen und seine Fähigkeit, Aufgaben zu erledigen, zu testen. In einem Experiment senkte sich ein Roboterarm auf eine Coca-Cola-Flasche, ergriff den Verschluss, drehte sich, hob den Arm und wiederholte die Greif- und Drehbewegung, um den Verschluss innerhalb von Sekunden zu entfernen.

Forscher erwägen Möglichkeiten, auf dieser Technologie aufzubauen, indem sie beispielsweise die Fähigkeit von Robotern, sich in verschiedene Richtungen zu biegen, mit einer Technologie kombinieren, die es Robotern ermöglicht, neue Formen in ihrer Umgebung zu erkennen. Fortschritte bei Letzterem könnten dazu beitragen, dass sich Roboter je nach Bedarf besser an neue Umgebungen und Aufgaben anpassen können.

Materialquelle: https://spectrum.ieee.org/tensegrity-robot?utm_campaign=post-teaser&utm_cnotallow=e0401vfk

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie baut man einen Roboter, der sowohl flexibel als auch stark ist? Das Festziehen der Flaschenverschlussschrauben ist ein Kinderspiel. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!