Роботи зможуть функціонувати без електрики: що придумали британські вчені

Дослідники з Королівського коледжу Лондона (KCL) розробили новий вид крихітної схеми, яка взаємодіє за допомогою змін тиску рідини, черпаючи натхнення з функціонування людського тіла. Про це пише Interesting Engineering.

Інженери розробили вдосконалений метод передачі складних інструкцій роботам без використання електрики. Це може потенційно звільнити більше простору для обробки в системі робота для розширених функцій.

Дослідники з Королівського коледжу Лондона (KCL) розробили новий вид крихітної схеми, яка взаємодіє за допомогою змін тиску рідини, черпаючи натхнення з функціонування людського тіла. Цей метод дає змогу роботам виконувати завдання незалежно від звичайних електричних систем, передаючи низку команд за допомогою рідини всередині схеми.

Згідно із заявою команди, це вперше у світі відкриває можливість нового покоління роботів, чиї тіла могли б працювати незалежно від їхнього вбудованого центру управління, при цьому цей простір потенційно використовували б замість цього для складнішого програмного забезпечення на базі.

М’які роботи, відомі своєю гнучкістю і безпекою, стали корисними в різних додатках, як-от носяться пристрої та маніпулятори. Зазвичай цими роботами керують традиційні системи з використанням соленоїдних клапанів, регуляторів і насосів, що обмежує їхню мобільність і мініатюризацію.

Щоб вирішити цю проблему, вчені вивчають нові конструкції м’яких клапанів і насосів, які можуть бути інтегровані в корпус робота, підвищуючи ефективність і даючи змогу використовувати їх у суворих умовах. Ці м’які клапани, які керують потоком рідини шляхом згинання трубок, зменшують необхідність у багатьох керуючих входах.

Деякі конструкції можуть запам’ятовувати або забувати попередні стани, а інші можуть створювати осцилятори, які працюють як годинник, даючи змогу роботам виконувати такі завдання, як плавання і скелелазіння. Однак деякі підходи, як і раніше, вимагають безлічі клапанів і додаткового регулювання тиску для точного налаштування їхньої роботи.

На сьогодні роботи повністю залежать від електрики і комп’ютерних чипів для роботи. Роботизований “мозок”, що складається з алгоритмів і програмного забезпечення, транслює команди в тіло робота через енкодери, які потім виконують дії.

У м’якій робототехніці, де пристрої, такі як роботизовані м’язи, зроблені з гнучких матеріалів, ця залежність від жорстких електронних компонентів створює проблеми. Складні завдання, такі як захоплення дверної ручки, створюють додаткове навантаження на програмне забезпечення, оскільки м’які матеріали вимагають складного кодування.

Щоб вирішити цю проблему, вчені створили оборотну схему, яка включає регульований клапан в апаратне забезпечення робота. Цей клапан використовує сигнали тиску, які схожі на двійковий код, для управління рухами, багато в чому як транзистор у звичайних схемах.

Технологія також має потенціал для поліпшення м’якої робототехніки за рахунок подолання поточних обмежень у спритності. Один робот може працювати по-іншому, переналаштувавши свій основний елемент, клапан, який змінює частоту сигналу, без зміни будь-яких компонентів схеми. Мета полягає в тому, щоб розширити цю можливість, даючи змогу роботам виконувати різні завдання без модифікації приводів або схем, що заощадить робототехнікам час і енергію.

Мета команди — масштабувати свій винахід для ширшого використання, інтегруючи ці схеми в привідні колісні системи з м’якими двигунами або роботів, які контролюють електростанції.