Вы знаете, как трудно захватывать и удерживать предметы с помощью роботизированных захватов, если вы когда-либо играли в игру с клешней в торговых центрах. Представьте, насколько более нервной была бы эта игра, если бы вы пытались схватить тонкий кусочек коралла, находящегося под угрозой исчезновения, или драгоценное сокровище с затонувшего корабля, а не мягкие игрушки.
В большинстве современных роботизированных захватов используется сочетание навыков оператора и встроенных датчиков, сложных контуров обратной связи или передовых алгоритмов машинного обучения для захвата хрупких предметов или предметов неправильной формы. Однако ученые Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) показали, что существует более простой метод.
Вдохновившись природой, ученые создали новый тип мягкого роботизированного захвата, который использует сеть тонких щупалец, чтобы запутывать и захватывать объекты, подобно тому, как медузы собирают свою добычу. Отдельные нити или щупальца сами по себе не очень сильны. Однако при использовании в группе нити могут прочно захватывать и удерживать предметы всех форм и размеров. Захвату не нужны датчики, планирование или контроль с обратной связью — он просто запутывается в себе, захватывая объект. Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Сила и приспособляемость захвата исходят из его способности запутываться в объекте, который он пытается схватить. Нити длиной в фут представляют собой полые резиновые трубки. Одна сторона трубки имеет более толстую резину, чем другая, поэтому, когда трубка находится под давлением, она завивается, как как выпрямленные волосы в дождливый день.
Щупальца связываются и запутываются друг с другом и с объектом, при этом каждое запутывание увеличивает силу захвата. В то время как коллективное удержание сильно, каждый контакт по отдельности слаб и не повредит даже самый хрупкий объект. Чтобы освободить объект, нити просто разгерметизируются.
Исследователи использовали моделирование и эксперименты, чтобы проверить эффективность захвата, поднимая ряд предметов, включая различные комнатные растения и игрушки. Захват можно использовать в реальных приложениях для захвата мягких фруктов и овощей для сельскохозяйственного производства и распределения, тонких тканей в медицинских учреждениях и даже предметов неправильной формы на складах, таких как стеклянная посуда.
Авторы считают, что этот новый подход к роботизированному захвату дополняет существующие решения, заменяя простые традиционные захваты, требующие сложных стратегий управления, чрезвычайно податливыми и морфологически сложными нитями, которые могут работать с очень простым управлением. Этот подход расширяет диапазон того, что можно захватить с помощью роботизированных захватов.
