Одоо байгаа олон роботын системүүд нь тодорхой зорилгодоо хүрэхийн тулд биологийн процесс, байгалийн бүтэц эсвэл амьтдын зан үйлийг зохиомлоор үржүүлж, байгалиас урам зориг авдаг. Учир нь амьтан, ургамлууд өөр өөрийн орчинд амьдрахад нь туслах чадвартай байдгаас гадна лабораторийн нөхцөлд роботуудын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
"Зөөлөн робот гар нь наймалж тэмтрүүлүүд, зааны хонгил, ургамал гэх мэт "ясгүй" организмын харуулсан дэвшилтэт манипуляцийн чадвараас санаа авсан шинэ үеийн робот манипуляторууд юм" гэж судлаачдын нэг Энрико Донато хэлэв. судалгаа гэж Tech Xplore мэдээлэв. "Эдгээр зарчмуудыг инженерийн шийдэл болгон хөрвүүлснээр уян хатан хөнгөн материалаар хийгдсэн системүүд нь уян хатан хэв гажилтанд өртөж, уян хатан, уян хатан хөдөлгөөнийг бий болгодог. Эдгээр хүсүүштэй шинж чанаруудын улмаас эдгээр системүүд нь гадаргуутай нийцэж, бие махбодийн бат бөх чанар, хүний аюулгүй ажиллагааг боломжит бага зардлаар харуулдаг."
Зөөлөн роботын гарыг бодит ертөнцийн өргөн хүрээний асуудалд ашиглаж болох ч хатуу роботуудад хүрэх боломжгүй хүссэн байршилд хүрэх ажлыг автоматжуулахад онцгой ач холбогдолтой байж болох юм. Саяхан олон судалгааны багууд эдгээр уян хатан зэвсгээр эдгээр ажлыг үр дүнтэй шийдвэрлэх боломжийг олгодог хянагчуудыг хөгжүүлэхийг оролдож байна.
"Ерөнхийдөө ийм хянагчуудын ажиллагаа нь роботын ажлын орон зай ба идэвхжүүлэгчийн орон зай гэсэн хоёр үйл ажиллагааны орон зайн хооронд зөв зураглал үүсгэж чадах тооцооллын томъёололд тулгуурладаг" гэж Донато тайлбарлав. "Гэсэн хэдий ч эдгээр хянагчуудын зөв ажиллагаа нь ерөнхийдөө алсын хараатай холбоотой санал хүсэлтээс хамаардаг бөгөөд энэ нь лабораторийн орчинд хүчинтэй байх боломжийг хязгаарлаж, байгалийн болон динамик орчинд эдгээр системийг байрлуулах боломжийг хязгаарладаг. Энэхүү нийтлэл нь энэхүү шийдэгдээгүй хязгаарлалтыг даван туулах, эдгээр системийн хүрээг бүтэцгүй орчинд хүргэх анхны оролдлого юм."
"Ургамал хөдөлдөггүй гэсэн нийтлэг буруу ойлголтоос үл хамааран ургамал өсөлтөд суурилсан хөдөлгөөний стратеги ашиглан нэг цэгээс нөгөө цэг рүү идэвхтэй, зорилготойгоор шилждэг" гэж Донато хэлэв. "Эдгээр стратеги нь маш үр дүнтэй тул ургамал дэлхий дээрх бараг бүх амьдрах орчныг колоничлох боломжтой бөгөөд энэ нь амьтны хаант улсад байдаггүй. Сонирхолтой нь, амьтдаас ялгаатай нь ургамлын хөдөлгөөний стратеги нь төв мэдрэлийн системээс үүсдэггүй, харин төвлөрсөн бус тооцоолох механизмын нарийн хэлбэрээс үүдэлтэй юм."
Судлаачдын хянагчийн үйл ажиллагааг үндэслэсэн хяналтын стратеги нь ургамлын хөдөлгөөнийг үндэслэдэг нарийн төвлөрсөн бус механизмыг давтах гэж оролддог. Тус баг нь доороос дээш бүтэцтэй нэгдсэн төвлөрсөн бус тооцоолох агентуудаас бүрдэх зан төлөвт суурилсан хиймэл оюун ухааны хэрэгслийг тусгайлан ашигласан.
Донато хэлэхдээ, "Манай био-үргүүлсэн хянагчийн шинэлэг тал нь түүний энгийн байдалд оршдог бөгөөд бид зөөлөн роботын гарны үндсэн механик функцийг ашиглан нийт хүрэх зан үйлийг бий болгодог" гэж Донато хэлэв. “Тодруулбал, зөөлөн роботын гар нь зөөлөн модулиудын нэмэлт зохион байгуулалтаас бүрдэх бөгөөд тус бүр нь радиаль зохион байгуулалттай идэвхжүүлэгчийн гурвалаар идэвхждэг. Ийм тохиргооны хувьд систем нь зургаан зарчмын нугалах чиглэлийг үүсгэж чаддаг нь мэдэгдэж байна."
Багийн хянагчийн үйл ажиллагааг хангадаг тооцоолох агентууд нь эргэлт ба фототропизм гэж нэрлэгддэг хоёр өөр төрлийн ургамлын хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд идэвхжүүлэгчийн тохиргооны далайц, цаг хугацааг ашигладаг. Эргэлт нь ургамалд ихэвчлэн ажиглагддаг хэлбэлзэл байдаг бол фототропизм нь ургамлын мөчир, навчийг гэрэлд ойртуулдаг чиглэлтэй хөдөлгөөн юм.
Донато болон түүний хамтран ажиллагсдын бүтээсэн хянагч нь эдгээр хоёр зан үйлийн хооронд шилжиж, хоёр үе шатыг хамарсан робот гарыг дараалан удирдах боломжтой. Эдгээр үе шатуудын эхнийх нь эрэл хайгуулын үе шат бөгөөд гар нь хүрээлэн буй орчноо судалдаг бол хоёр дахь нь хүрэх үе шат бөгөөд хүссэн байршил эсвэл объект руу шилжих үе юм.
"Магадгүй энэ ажлын хамгийн чухал ач холбогдолтой зүйл бол энэ нь лабораторийн орчноос гадуур, маш энгийн хяналтын тогтолцооны тусламжтайгаар илүү зөөлөн робот гарыг анх удаа идэвхжүүлсэн явдал юм" гэж Донато хэлэв. "Цаашилбал, хянагч нь ямар ч зөөлөн зүйлд хамаарнароботгар нь ижил төстэй идэвхжүүлэлтийн зохицуулалтыг хангасан. Энэ нь тасралтгүй болон зөөлөн роботуудад суулгагдсан мэдрэгч, хуваарилагдсан хяналтын стратегийг ашиглах алхам юм."
Одоогийн байдлаар судлаачид 9 градусын эрх чөлөө (9-DoF) бүхий модульчлагдсан кабелиар хөтлөгчтэй, хөнгөн жинтэй, зөөлөн робот гар ашиглан өөрийн удирдлагыг хэд хэдэн туршилтаар туршсан байна. Хянагч нь гартаа эргэн тойрноо судалж, өмнө нь санал болгож байсан бусад хяналтын стратегиас илүү үр дүнтэйгээр зорилтот байршилд хүрэх боломжийг олгосон тул тэдний үр дүн маш их найдвар төрүүлж байв.
Ирээдүйд шинэ хянагчийг бусад зөөлөн робот гарт хэрэглэж, хүрээлэн буй орчны динамик өөрчлөлтийг даван туулах чадварыг үнэлэхийн тулд лабораторийн болон бодит орчинд туршиж үзэх боломжтой. Үүний зэрэгцээ, Донато болон түүний хамтрагчид нэмэлт роботын гар хөдөлгөөн, зан үйлийг бий болгохын тулд хяналтын стратегиа цаашид боловсруулахаар төлөвлөж байна.
"Одоогоор бид хянагчийн чадавхийг сайжруулахын тулд зорилтот хяналт, гарыг бүхэлд нь эргүүлэх гэх мэт илүү төвөгтэй зан үйлийг идэвхжүүлж, ийм системийг байгалийн орчинд удаан хугацаагаар ажиллуулах боломжийг хайж байна" гэж Донато нэмж хэлэв.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 6-р сарын 06-ны хооронд