Свяжитесь с нами
 

Инновации Рой из роботов оригами

24 августа 2017 | Автор: admin | Просмотров: 246
Одни из самых сложных задач, связанных с «роями» минироботов, – это их изготовление и организация из них «роя» (упорядоченного построения). Даже если роботы маленькие и относительно простые по конструкции, изготовить множество таких роботов трудоёмко и дорого. А чем больше роботов, тем сложнее организовать из них «рой». Мечта робототехника: нажал кнопку – и волшебным образом появился «рой» из минироботов.
В ТРИЗ – Теории изобретательских задач, существует понятие Идеальный Конечный Результат (ИКР). ИКР, в частности, требует, чтобы объект САМ выполнял требуемое действие (или полезную функцию).
В Гарвадском институте биологически-вдохновлённой инженерии IROS (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard), можно сказать, ИКР достигли, так как минироботы САМИ собирают себя из единой заготовки «листа».

Рой из роботов оригами

А потом собираются в структуры оригами.

И совместно (как новая «полисистема», у которой появляется новое свойство, не присущее минироботам) выполняют поставленную задачу.
Недавно робототехники из IROS сделали презентацию автономного коллективного роботизированного «роя», который сам возникает из заготовки, по форме напоминающей лист. По команде они будут отрывать себя друг от друга, складывать себя в структуры оригами и выполнять поставленную задачу.
В «листе»-заготовке четыре робота, хотя их может быть и большее количество. Сам «лист» состоит из шести слоев. Один из слоёв (в центре листа) – это предварительно растянутый слой полистирола PSPS, своего рода полимер памяти формы. Он «зажат» между слоями медных проводников, которые запечатаны в листы из полиимида, с бумажными основаниями. PSPS – «умный материал». Когда он нагрет до температуры выше 100 °C (что можно сделать током силой в 2.5 ампер через медные проводники), он сжимается. Этим обеспечивается функция «самоскладывания» роботов.
В каждом роботе есть и дискретные электрические компоненты, которые пока что монтируются вручную. Но, по словам разработчиков, предвидятся способы автоматизировать эти операции. «Самосворачивание» роботов, которые используют полимеры памяти формы было известно и прежде. Но проблема была в том, чтобы точно управлять процессом сворачивания. Чтобы решить ту проблему, исследователи придумали «умный» (управляемый обратной связью) способ сборки. При помощи фототранзисторов и инфракрасных светодиодов точно измеряются углы сгиба, что значительно улучшает воспроизводимость самосворачивания.
Главная особенность этих роботов в том, что они самосворачиваются из одного целого листа, а потом самоорганизуются в дискретные роботы. Роботы выполняют функцию «фототакси»: движутся в сторону источника света (см видео).

Чтобы ускорить производственный процесс многочисленных коллективов роботов, роботы изготовлены как часть одного композитного листа, который включает в себя слои конструкционных материалов, гибких монтажных плат и полимера памяти формы (SMP). Когда через монтажные платы пропускают сильный электрический ток, они рассеивают тепло и локально повышают температуру SMP заставляя его сократиться. Если нагрета SMP перемычка «ноги», её сокращение вынуждает конструкцию свернуться в заданном направлении. Управляя этим процессом при помощи датчиков, роботы могут точно свернуть ноги под нужными углами, чтобы «встать на ноги».
До «самосворачивания» роботы отсоединяются друг от друга тем же способом. Разница в том, что сжатие нагретого предварительно напряжённого полимера отсоединяет роботы друг от друга. Таким образом, разделение и самосворачивание роботов достигается использованием одинаковых материалов и физических эффектов.
Разработчики считают, что они создали перспективную технологию массового производства роев из минироботов, которая, конечно же, требует дальнейшего развития.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *