Robogami - keturunan nyata terminator dan transformer

Tanyakan siapa pun yang terlintas dalam pikiran ketika mereka mengatakan "robot," dan Anda mungkin akan mendapatkan jawaban berdasarkan budaya pop. Misalnya, T-1000 terbuat dari logam cair, yang mampu berubah bentuk, dari film Terminator 2: Judgment Day (1991); atau Optimus Prime, pemimpin Autobots, karakter utama dalam franchise film Transformers (2007-). Siapa yang bisa melupakan Data dari seri Star Trek: The New Generation (1987-94), versi cybernetic dari Pinocchio, berusaha untuk menjadi lebih manusiawi?

Ini, dan banyak contoh lainnya, mengandung beberapa humanoids. Ketika Optimus tidak dalam bentuk truk, ia memiliki kaki dan tangan. Secara default, T-1000 memiliki bentuk manusia. Data dimodelkan dalam gambar pencipta manusianya. Menurut standar Hollywood, versi terakhir dari teknologi robot tidak bisa dibedakan dari orang-orang itu sendiri.

Dan jika imajinasi kita tidak dibatasi oleh apa pun, masalah teknologi masih tidak memungkinkan kita untuk membuat robot yang sebenarnya meniru perilaku manusia dengan sempurna. Namun saya mencoba menyelesaikan masalah ini. Pengetahuan saya di bidang teknik mesin memungkinkan saya untuk mencapai tujuan saya melalui pengembangan mekanisme dengan parameter yang kompleks. Salah satunya dikaitkan dengan desain simulator otot-otot motorik mata. Tidak, proyek ini tidak diperlukan untuk membuat salah satu komponen terminator; itu adalah upaya untuk memahami dan mensimulasikan perilaku mata manusia.

Untuk melakukan ini, perlu untuk datang dengan sistem visual yang melakukan saccadegerakan - gerakan cepat dan simultan dari kedua mata dalam arah yang sama dengan kecepatan maksimum lebih dari 500 derajat per detik (ya, orang mampu melakukan ini). Sistem mekanis, seperti mata manusia, harus bekerja di sepanjang tiga sumbu rotasi independen (derajat kebebasan, SS). Mata kita mampu bergerak tidak hanya atas / bawah atau kanan / kiri, tetapi juga mampu memutar gerakan. Cukup sulit untuk menempatkan semua bagian elektrik dan mekanis dari sistem, termasuk sambungan, sambungan dan motor, dalam volume tertentu. Dan semua ini diperlukan hanya untuk satu tugas yang jelas.

Ini diikuti oleh beberapa robot yang diilhami manusia. Dan meskipun saya mencapai tujuan saya, robot saya memiliki keterbatasan. Sebagai contoh, saya mengembangkan lengan robot dengan 8 SS dan kuas dengan 7 SS (berat 3,7 kg bersama-sama, yang sebanding dengan tangan manusia), dan mereka ternyata cukup fleksibel untuk mengambil dan melempar bola baseball, tetapi mereka tidak dapat mengumpulkan koin. Mereka dapat berjabat tangan dengan kekuatan yang cukup, tetapi mereka tidak dapat menggerakkan ibu jari mereka dengan cukup cepat.

Singkatnya, anggota badan yang saya buat terbatas dalam ruang lingkup. Mereka memiliki sejumlah sambungan dan penggerak daya, yang berarti bahwa fungsi dan bentuknya telah didorong ke dalam kerangka kerja sejak penemuan mereka. Lengan robot memiliki sendi bermotor, memungkinkan Anda untuk memukul bola, tetapi tidak bisa memasak pembicara. Namun, jika ada jumlah tugas yang tak terbatas, akankah mereka memerlukan jumlah kombinasi robot yang tak terbatas?

Dunia kemungkinan tanpa akhir, seperti yang dijelaskan dalam film animasi “Big Hero 6” (2014), di mana ada microbot, bagi saya sangat jauh ketika saya menyadari bahwa kita sudah memiliki platform yang fleksibel dan beragam untuk robot. Metode menggunakan komponen dasar yang sama untuk membuat bentuk-bentuk berbeda yang telah ada selama berabad-abad. Ini disebut origami.

Siapa yang tidak membuat pesawat kertas, kapal kertas atau crane dari selembar kertas? Origami adalah platform yang sudah ada dan memiliki banyak sisi untuk desainer. Anda dapat membuat banyak formulir dari satu lembar, dan jika Anda tidak menyukainya, Anda dapat mengembangkannya dan mulai lagi. Matematikawan bahkan membuktikan bahwa Anda bisa mendapatkan bentuk tiga dimensi dengan melipat permukaan dua dimensi.

Bisakah teknologi ini diterapkan pada desain robot? Bayangkan sebuah modul robot yang dapat menggunakan poligon untuk membuat berbagai bentuk, banyak robot untuk memecahkan masalah yang berbeda. Selain itu, bayangkan "lembaran pintar" yang secara mandiri dapat dilipat menjadi bentuk yang diinginkan tergantung pada kebutuhan lingkungan.

Robot origami pertama, yang saya sebut "robot," saya buat sepuluh tahun yang lalu. Itu adalah makhluk sederhana - robot datar yang bisa melipat menjadi piramida dan melipat kembali menjadi sosok datar, dan kemudian melipat menjadi pesawat ruang angkasa.

Studi saya, di mana mahasiswa pascasarjana dan satu postdoc membantu saya, sejak itu telah berkembang teratur, dan sekarang generasi robot baru akan keluar. Ini dimaksudkan untuk tujuan tertentu: misalnya, salah satu robot dapat bergerak secara mandiri di berbagai permukaan. Pada permukaan yang kering dan rata, ia bergerak merangkak. Jika ia menemukan permukaan yang tidak rata, ia akan berguling, mengaktifkan motor dalam urutan yang berbeda. Menghadapi rintangan, dia bisa melompati saja! Untuk melakukan ini, ia menyimpan energi di masing-masing kaki, dan kemudian membuangnya, melontarkan seperti tembakan dari gendongan.



Robot bahkan tahu bagaimana memahami dan berkumpul, tergantung pada lingkungan dan tugas. Robot tidak dipahami sebagai satu robot untuk tugas tertentu - mereka dirancang dan dioptimalkan sejak awal untuk melakukan berbagai tugas.

Dan ini hanya satu robot. Bayangkan apa yang mampu dilakukan beberapa robot dalam grup. Bersama-sama mereka dapat memecahkan masalah yang lebih kompleks. Setiap modul, dalam mode aktif atau pasif, dapat dirakit dalam berbagai bentuk. Dengan mengontrol sambungan lipat, mereka dapat memecahkan berbagai masalah dalam lingkungan yang berubah. Sebagai contoh, seseorang dapat membayangkan ruang dengan kondisi yang tidak terduga. Platform robot yang dapat berubah untuk menyelesaikan berbagai tugas dapat meningkatkan kemungkinan misi yang sukses.

Penyesuaian geometri radikal oleh robot menjadi mungkin berkat dua terobosan ilmiah. Salah satunya adalah proses produksi berlapis: beberapa lapisan fungsional yang mengandung komponen robot (mikrokontroler, sensor, drive, sirkuit, dan bahkan baterai) ditumpuk satu sama lain. Yang kedua adalah transisi dalam desain dari sambungan mekanis khas ke seluruh jajaran sambungan lipat.

Ternyata alih-alih berkonsentrasi pada meminimalkan ukuran komponen sendi, kita dapat mengurangi jumlah komponen selama pengembangan robot. Kami dapat miniatur sistem yang mengandung banyak komponen dan membutuhkan proses perakitan dan kalibrasi yang kompleks, membuatnya datar; mereka dapat ditumpangkan, sambil mempertahankan akurasi.

Salah satu sistem tersebut adalah kontrol sentuhan, ketika pengguna dan komputer berinteraksi melalui mekanisme seperti joystick. Ini sering digunakan dalam robot bedah ketika ahli bedah membutuhkan akurasi dan umpan balik resolusi tinggi. Untuk melakukan ini, Anda harus mengatur ruang operasi besar dengan lengan robot, yang memiliki banyak derajat kebebasan, dan memungkinkan ahli bedah merasakan kepadatan organ dan rongga menggunakan antarmuka bermotor yang menyampaikan perbedaan efek pada robot effector.

Robogs membuat teknologi taktil lebih mudah diakses dari sebelumnya. Seperti antarmuka dalam kasus robotAnda dapat membayangkan sesuatu seperti joystick lipat, yang dapat dilengkapi dengan penutup smartphone. Jika Anda menghubungkan antarmuka taktil ke telepon, itu dapat digunakan sebagai joystick portabel, berlaku dalam tugas sehari-hari seperti berbelanja atau pelatihan online. Ini akan memungkinkan Anda untuk meraba-raba berbagai organ seseorang dengan atlas anatomis, fitur geografis tempat di peta, atau bahkan kerapatan dan kematangan berbagai jenis keju atau buah-buahan.

Teknologi robot bergerak menuju personalisasi dan adaptasi yang lebih besar kepada orang-orang, dan robot origami jenis merdu yang unik ini terlihat sangat menjanjikan. Itu bisa menjadi platform yang menyediakan antarmuka yang intuitif dan tertanam. Robot tidak akan lagi terlihat seperti karakter film. Mereka akan mengelilingi kita, terus-menerus menyesuaikan bentuk dan fungsinya - dan kita bahkan tidak akan menyadarinya.

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/