Akeh sistem robotika sing ana inspirasi saka alam, ngasilake proses biologis, struktur alam utawa prilaku kewan kanthi artifisial kanggo nggayuh tujuan tartamtu. Iki amarga kewan lan tanduran dilengkapi kabisan sing bisa mbantu dheweke urip ing lingkungane dhewe-dhewe, lan bisa uga ningkatake kinerja robot ing njaba setelan laboratorium.
"Lengen robot alus minangka generasi anyar manipulator robot sing njupuk inspirasi saka kemampuan manipulasi canggih sing dipamerake dening organisme 'tanpa balung', kayata tentakel gurita, batang gajah, tanduran, lan liya-liyane," Enrico Donato, salah sawijining peneliti sing nindakake riset kasebut. sinau, marang Tech Xplore. "Nerjemahake prinsip kasebut dadi solusi teknik ngasilake sistem sing digawe saka bahan entheng fleksibel sing bisa ngalami deformasi elastis sing lancar kanggo ngasilake gerakan sing tundhuk lan lincah. Amarga karakteristik sing dikarepake iki, sistem kasebut cocog karo permukaan lan nuduhake kekuwatan fisik lan operasi sing aman kanggo manungsa kanthi biaya sing murah.
Nalika lengen robot alus bisa ditrapake kanggo macem-macem masalah ing donya nyata, bisa uga migunani banget kanggo ngotomatisasi tugas sing melu nggayuh lokasi sing dikarepake sing ora bisa diakses dening robot kaku. Akeh tim riset bubar nyoba ngembangake pengontrol sing ngidini tangan fleksibel iki bisa ngatasi tugas kasebut kanthi efektif.
"Umume, fungsi pengontrol kasebut gumantung ing formulasi komputasi sing bisa nggawe pemetaan sing bener antarane rong ruang operasional robot, yaiku, ruang tugas lan ruang aktuator," jelas Donato. "Nanging, fungsi pengontrol iki umume gumantung marang umpan balik visi sing mbatesi validitas ing lingkungan laboratorium, mbatesi panyebaran sistem kasebut ing lingkungan alami lan dinamis. Artikel iki minangka upaya pisanan kanggo ngatasi watesan sing ora ditangani lan ngluwihi jangkauan sistem kasebut menyang lingkungan sing ora terstruktur.
"Nalisir misconception umum sing tetanduran ora obah, tetanduran aktif lan purposefully pindhah saka siji titik menyang liyane nggunakake strategi gerakan adhedhasar wutah," ngandika Donato. "Strategi kasebut efektif banget supaya tanduran bisa ngjajah meh kabeh habitat ing planet iki, kemampuan sing ora ana ing kerajaan kewan. Sing nggumunake, ora kaya kewan, strategi gerakan tanduran ora asale saka sistem saraf pusat, nanging muncul amarga mekanisme komputasi desentralisasi sing canggih.
Strategi kontrol sing ndhukung fungsi pengontrol peneliti nyoba niru mekanisme desentralisasi canggih sing ndhukung gerakan tanduran. Tim kasebut khusus nggunakake alat intelijen buatan adhedhasar prilaku, sing kalebu agen komputasi desentralisasi sing digabungake ing struktur ngisor.
"Ing anyar saka pengontrol bio-inspirasi kita dumunung ing gamblang sawijining, ngendi kita eksploitasi fungsi mechanical dhasar saka lengen robot alus kanggo generate prilaku tekan sakabèhé," Donato ngandika. "Khusus, lengen robot alus kalebu susunan modul alus sing berlebihan, sing saben-saben diaktifake liwat triad aktuator sing disusun kanthi radial. Dikenal manawa kanggo konfigurasi kasebut, sistem kasebut bisa ngasilake enem arah mlengkung prinsip.
Agen komputasi sing ndhukung fungsi pengontrol tim nggunakake amplitudo lan wektu konfigurasi aktuator kanggo ngasilake rong jinis gerakan tanduran, sing dikenal minangka circumnutation lan phototropism. Sirkumnutasi minangka osilasi sing umum diamati ing tetanduran, dene fototropisme minangka gerakan arah sing nggawa cabang utawa godhong tanduran nyedhaki cahya.
Pengontrol sing digawe Donato lan kanca-kancane bisa ngalih ing antarane loro prilaku kasebut, entuk kontrol sekuensial tangan robot sing ngliwati rong tahapan. Tahap pertama yaiku tahap eksplorasi, ing ngendi lengen njelajah lingkungane, dene tahap kapindho yaiku tahap tekan, ing ngendi dheweke pindhah menyang lokasi utawa obyek sing dikarepake.
"Mungkin sing paling penting saka karya tartamtu iki yaiku iki minangka pisanan lengen robot alus sing berlebihan wis bisa nggayuh kemampuan ing njaba lingkungan laboratorium, kanthi kerangka kontrol sing gampang banget," ujare Donato. "Salajengipun, pengontrol bisa ditrapake kanggo samubarang alusrobotlengen nyedhiyakake pengaturan aktuasi sing padha. Iki minangka langkah kanggo nggunakake sensing sing dipasang lan strategi kontrol sing disebarake ing robot kontinum lan alus.
Nganti saiki, para peneliti nguji pengontrol ing sawetara tes, nggunakake lengen robot sing didorong kabel modular, entheng lan alus kanthi 9 derajat kebebasan (9-DoF). Asil kasebut pancen njanjeni, amarga pengontrol ngidini lengen kasebut njelajah lingkungane lan tekan lokasi target kanthi luwih efektif tinimbang strategi kontrol liyane sing diusulake ing jaman kepungkur.
Ing mangsa ngarep, pengontrol anyar bisa diterapake ing lengen robot alus liyane lan dites ing setelan laboratorium lan ing donya nyata, kanggo ngevaluasi kemampuane kanggo ngatasi owah-owahan lingkungan sing dinamis. Sauntara kuwi, Donato lan kanca-kancane ngrancang ngembangake strategi kontrol luwih lanjut, supaya bisa ngasilake gerakan lan prilaku lengen robot tambahan.
"Saiki kita ngupaya ningkatake kemampuan pengontrol supaya bisa tumindak sing luwih rumit kayata pelacakan target, kembar lengen kabeh, lan sapiturute, supaya sistem kasebut bisa digunakake ing lingkungan alam kanggo wektu sing suwe," tambah Donato.
Wektu kirim: Jun-06-2023