Использование материалов с переменной жёсткостью для изменения движений робота


Исследователи из Лаборатории адаптивной робототехники (Adaptive Robotics Lab) при Колорадском государственном университете (США) под руководством Jianguo Zhao, представили новый тип небольшого реконфигурируемого робота. Реконфигурация пластиковой конструкции ног робота осуществляется путём выборочного плавления элементов конструкции, которые, после затвердевания, изменяют конфигурацию соединения и, как результат — движение робота.

Данная стратегия изменения формы конструкции, базируется на использовании материалов с переменной жёсткостью.
Исследователи назвали их «суставы с изменяющейся формой» (shape morphing joints (SMJ)) — они могут быть либо мягкими, либо жёсткими (как если бы кости могли превращаться в суставы и обратно).

Соединения робота сделаны из PLA, который размягчается за чуть более 10 секунд нагрева, для чего используется обмотки из проволоки, которая нагревается при подаче на неё напряжения. Для удержания формы сустава, когда он размягчается, используется силиконовая манжета.

Если механизм имеет несколько SMJ, то можно изменить его функциональные возможности специально смягчая и отверждая соответствующие SMJ и не изменяя основную механическую конструкцию.
Применяя предложенную стратегию изменения формы связей определённых SMJ к механизму ног небольшого робота, можно добиться различных траекторий движения ног робота.

Тестовый образец механизма шагающего робота напечатан на 3D-принтере и демонстрирует возможность перехода между тремя траекториями движения ног.
При этом, в роботе используются всего два двигателя, которые приводят в движение все 4 ноги робота.

Подобный подход может быть интересен для изготовления очень маленьких роботов, где расширение возможностей без увеличения сложности, массы и стоимости конструкции, может быть важным преимуществом.

Статьи
Sun J., Zhao J. An Adaptive Walking Robot with Reconfigurable Mechanisms using Shape Morphing Joints //IEEE Robotics and Automation Letters. – 2019.

Ссылки
Adaptive Robotics Lab
Robot Melts Its Bones to Change How It Walks

По теме
Disney Research пробуют создавать каркасы роботов из гнутой проволоки
Распечатываемые роботы
Мягкий робот-рыба из силикона
Chris Atkeson о создании мягких роботов
Искусственные мышцы из рыболовной лески
RSTAR — поисково-спасательный робот из Израиля
  • 0
  • 13 февраля 2019, 10:04
  • admin

Комментарии (0)

RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.