Usa ka tigkontrol nga dinasig sa tanum nga mahimong mapadali ang operasyon sa mga robotic nga armas sa tinuod nga kalibutan nga palibot

Daghang mga naglungtad nga sistema sa robotics ang nakakuha og inspirasyon gikan sa kinaiyahan, artipisyal nga nagpadaghan sa mga proseso sa biolohikal, natural nga istruktura o pamatasan sa hayop aron makab-ot ang piho nga mga katuyoan. Kini tungod kay ang mga hayop ug mga tanum natural nga nasangkapan sa mga abilidad nga makatabang kanila nga mabuhi sa ilang tagsa-tagsa nga palibot, ug sa ingon mahimo usab nga mapauswag ang pasundayag sa mga robot sa gawas sa mga setting sa laboratoryo.

"Ang humok nga mga bukton sa robot usa ka bag-ong henerasyon sa mga robotic manipulator nga nagkuha og inspirasyon gikan sa mga advanced nga kapabilidad sa pagmaniobra nga gipakita sa 'walay bukog' nga mga organismo, sama sa mga gaway sa octopus, punoan sa elepante, tanum, ug uban pa," Enrico Donato, usa sa mga tigdukiduki nga nagpahigayon. ang pagtuon, niingon sa Tech Xplore. "Ang paghubad niini nga mga prinsipyo ngadto sa mga solusyon sa engineering moresulta sa mga sistema nga gilangkuban sa flexible lightweight nga mga materyales nga mahimong moagi sa hapsay nga pagkamaunat-unat nga deformation aron makamugna og compliant ug dexterous motion. Tungod sa kini nga gitinguha nga mga kinaiya, kini nga mga sistema nahiuyon sa mga ibabaw ug nagpakita sa pisikal nga kalig-on ug luwas sa tawo nga operasyon sa posible nga mubu nga gasto. ”

Samtang ang humok nga mga bukton sa robot mahimong magamit sa usa ka halapad nga mga problema sa tinuud nga kalibutan, mahimo kini labi ka mapuslanon alang sa pag-automate sa mga buluhaton nga naglakip sa pagkab-ot sa gusto nga mga lokasyon nga mahimo’g dili maabut sa mga estrikto nga robot. Daghang mga research team ang bag-o lang naningkamot sa paghimo og mga controllers nga magtugot niining mga flexible arms nga epektibong masulbad kini nga mga buluhaton.

"Sa kinatibuk-an, ang pag-obra sa maong mga controllers nagsalig sa computational formulations nga makahimo og balido nga mapping tali sa duha ka operational spaces sa robot, ie, task-space ug actuator-space," gipasabot ni Donato. "Bisan pa, ang husto nga paglihok sa kini nga mga controller sa kasagaran nagsalig sa panan-awon-feedback nga naglimite sa ilang pagkabalido sa sulod sa mga palibot sa laboratoryo, nga nagpugong sa pag-deploy niini nga mga sistema sa natural ug dinamikong mga palibot. Kini nga artikulo mao ang una nga pagsulay sa pagbuntog niining wala masulbad nga limitasyon ug ipaabot ang pagkab-ot niini nga mga sistema ngadto sa wala matukod nga mga palibot.

"Sukwahi sa kasagarang sayop nga pagtuo nga ang mga tanum dili molihok, ang mga tanum aktibo ug adunay katuyoan nga molihok gikan sa usa ka punto ngadto sa lain gamit ang mga estratehiya sa paglihok base sa pagtubo," ingon ni Donato. "Kini nga mga estratehiya epektibo kaayo nga ang mga tanum makakolonya sa hapit tanan nga mga puy-anan sa planeta, usa ka kapabilidad nga kulang sa gingharian sa mga hayop. Makaiikag, dili sama sa mga mananap, ang mga estratehiya sa paglihok sa tanom wala maggikan sa sentral nga sistema sa nerbiyos, kondili, kini mitungha tungod sa sopistikado nga mga porma sa desentralisadong mga mekanismo sa pagkompyuter.”

Ang estratehiya sa pagkontrol nga nagpaluyo sa pag-obra sa tigdumala sa mga tigdukiduki naningkamot sa pagsundog sa mga sopistikado nga desentralisadong mekanismo nga nagpaluyo sa mga lihok sa mga tanom. Ang team espesipikong migamit ug kinaiya nga nakabase sa artipisyal nga paniktik nga mga himan, nga naglangkob sa mga desentralisado nga mga ahente sa pagkompyuter nga gihiusa sa usa ka bottom-up nga istruktura.

"Ang kabag-ohan sa among bio-inspired nga controller naa sa kayano niini, diin among gipahimuslan ang sukaranan nga mekanikal nga mga gamit sa humok nga bukton sa robot aron makamugna ang kinatibuk-ang pamatasan nga makab-ot," ingon ni Donato. "Sa piho, ang humok nga bukton sa robot naglangkob sa usa ka sobra nga paghan-ay sa mga humok nga module, nga ang matag usa gi-aktibo pinaagi sa usa ka triad sa mga radially arranged actuator. Nahibal-an kaayo nga alang sa ingon nga usa ka pag-configure, ang sistema mahimo’g makamugna og unom nga mga direksyon sa pagyukbo sa prinsipyo.

Ang mga ahente sa pag-compute nga nagpaluyo sa pag-obra sa controller sa team nagpahimulos sa amplitude ug timing sa configuration sa actuator aron sa paghimo og duha ka lain-laing matang sa mga lihok sa tanom, nga nailhan nga circumnutation ug phototropism. Ang circumnutations kay mga oscillation nga sagad makita sa mga tanom, samtang ang phototropism kay direksiyon nga mga lihok nga nagpaduol sa mga sanga o dahon sa tanom ngadto sa kahayag.

Ang tigkontrol nga gihimo ni Donato ug sa iyang mga kauban mahimong magbalhin-balhin tali niining duha nga pamatasan, nga makab-ot ang sunud-sunod nga pagkontrol sa mga robotic nga bukton nga nagsangkad sa duha ka yugto. Ang una niini nga mga yugto usa ka yugto sa eksplorasyon, diin ang mga bukton nagsuhid sa ilang palibot, samtang ang ikaduha usa ka yugto sa pag-abot, diin sila molihok aron maabot ang gusto nga lokasyon o butang.

"Tingali ang labing hinungdanon nga pagkuha gikan sa kini nga partikular nga trabaho mao nga kini ang una nga higayon nga ang sobra nga humok nga mga bukton sa robot nakahimo sa pagkab-ot sa mga kapabilidad sa gawas sa palibot sa laboratoryo, nga adunay usa ka yano nga kontrol nga balangkas," ingon ni Donato. "Dugang pa, ang controller magamit sa bisan unsang humokrobotAng bukton naghatag og susama nga paghan-ay sa paglihok. Kini usa ka lakang padulong sa paggamit sa embedded sensing ug gipang-apod-apod nga mga estratehiya sa pagkontrol sa continuum ug soft robots.

Sa pagkakaron, gisulayan sa mga tigdukiduki ang ilang controller sa sunod-sunod nga mga pagsulay, gamit ang modular cable-driven, lightweight ug soft robotic arm nga adunay 9 degrees of freedom (9-DoF). Ang ilang mga resulta dako kaayog saad, tungod kay gitugotan sa controller ang bukton sa pagsuhid sa palibot niini ug sa pagkab-ot sa target nga lokasyon nga mas epektibo kay sa ubang mga estratehiya sa pagkontrol nga gisugyot kaniadto.

Sa umaabot, ang bag-ong controller mahimong magamit sa ubang humok nga robotic nga mga bukton ug masulayan sa mga laboratoryo ug tinuod nga kalibutan nga mga setting, aron mas masusi ang abilidad niini sa pag-atubang sa mga dinamikong kausaban sa kinaiyahan. Samtang, si Donato ug ang iyang mga kauban nagplano sa pagpalambo sa ilang estratehiya sa pagkontrol, aron kini makahimo og dugang nga robotic nga mga paglihok sa bukton ug mga kinaiya.

"Kami karon nangita sa pagpauswag sa mga kapabilidad sa controller aron makahimo sa mas komplikado nga mga kinaiya sama sa target tracking, whole-arm twining, ug uban pa, aron ang maong mga sistema makalihok sa natural nga palibot sa taas nga panahon," dugang ni Donato.