robogeek.ru

все о роботах и робототехнике

edu.robogeek.ru

все об обучении робототехнике

Роботы с «глазами» в руках могут оказаться более ловкими (+ видео)

При создании гуманоидных роботов их слишком часто делают по образу человека, размещая глаза на голове, а пальцы на руках и ногах. Но в данном случае получившаяся в процессе эволюции конструкция не является идеальной. Например, роботы с глазами в тех местах, где они более всего необходимы, могут быть гораздо более эффективными, чем имеющие их в одном и том же месте. В таком ключе исследователи Университета Карнеги-Меллона (CMU) недавно разработали трех-пальцевую руку робота с многочисленными встроенными оптическими датчиками в качестве дополнения.

Исследователи использовали оптические волокна для подключения 14 тензодатчиков в каждом из трех пальцев мягкой роботизированной руки, что позволяет определить местоположение поверхности пальца и приложенное усилие с точностью менее одной десятой доли ньютона. Также они применили оптический датчик нового типа, который может растягиваться.

Имитируя костную структуру конечностей человека, пальцы на руке робота также имеют три фаланги с гибкими сочленениями. Каждый из этих элементов был создан из жесткого пластика с помощью 3D-принтера и включает восемь датчиков на основе волонных решеток Брегга (ВБР), которые определяют усилие путем измерения изменяющихся световых волн, отраженных от оптического волокна.

Три фаланги пальцев покрыты мягкой силиконовой оболочкой (выполняющей роль кожи), которая имеет в общей сложности шесть имплантированных датчиков, чтобы обнаружить точку, где произойдет контакт с захваченным объектом. Чтобы согнуть каждый палец, эластичное «сухожилие» втягивается, а при выпрямлении каждый палец опирается на пассивное эластичное сухожилие, прикладывая для этого усилие, когда будет отпущено противоположное изгибающее усилие.

Исследователи хорошо поработали над созданием мягких конструкций робота с элементами из надувных секций и легких пластмасс, которые для движения используют пневматику вместо жестких передач и шкивов. Их творение является очередной попыткой создания гораздо более удобного домашнего роботы, как воспитателя и помощника, в противовес тяжелым, часто опасным промышленным роботам.

Тем не менее, из-за того что такие роботы гораздо более гибкие, чем обычные автоматы, используемые в них датчики также должны быть более гибкими и эластичными. Таким образом, использование с гибкими роботами стандартных датчиков давления или силы может добавить особые проблемы, потому что традиционные проводники лопаются, а провода подвержены помехам от других электромагнитных источников.

Наоборот, оптическое волокно может включать непосредственно несколько датчиков. Благодаря этому, все 14 датчиков в пальцах рук робота CMU соединены только четырьмя оптическими волокнами, которые не подвержены электромагнитным помехам, а также гораздо более гибкие.

Несмотря на такую естественную гибкость, доцент Парк отмечает, что оптические стеклянные волокна не растягиваются, а полимерные едва обеспечивают удлинение на 20-25 процентов, после чего разрушаются. Это означает, что зона движений руки ограничена. Чтобы преодолеть это ограничение, Парк ранее пытался использовать мембранные, жидкостные датчики усилия, но они, как правило, протекают. В результате, Парк в сотрудничестве со студентами механических факультетов CMU и Университета Техаса создал очень гибкий, растягивающийся оптический датчик, скомпонованный из имеющихся в продаже силиконовых каучуков. Такие гибкие оптические датчики могут быть встроены в мягкую кожу, которая будет способна обнаружить контакт и приложенное усилие, подобно растягиваемым оптическим датчикам в созданной CMU руке для робота.

Комментарии

(0) Добавить комментарий