Někde v laboratoři se něco svíjí. Své úhoří robottiše proplouvající obrovskou potemnělou nádrží se slanou vodou; jeho rytmické, stuhovité pohyby odrážející pohyby jeho přirozeného protějšku. Nebo je to robot inspirovaný chobotnicí, vypadá jako věc H.P. Lovecraft mohl snít, kdyby se narodil o 100 let později a stal se robotem místo spisovatele hororů?
Obsah
- Robot na tisíc použití
- Sbohem metalu?
- Jak tvrdé, tak měkké
Možná to není ani jedno z toho. Možná je to měkký gumový rukáv, omotaný kolem lidského srdcea pravidelnými uklidňujícími stisky, aby mohl pokračovat v tlukotu tváří v tvář srdečnímu selhání. Nebo a hydrogelový úchop který se může natáhnout a chytit plovoucí rybu a zajistit ji, aniž by ji zranil. Nebo. Nebo. Nebo.
Doporučená videa
Skutečností je, že o příklady z rozvíjejícího se oboru měkké robotiky není nouze. Tito roboti, jeden z nejvíce vzrušujících a rychle se rozvíjejících oborů ve výzkumu robotiky, nepřipomínají tvrdé kovové stroje, které nám slibovala sci-fi. Jsou vyrobeny z gumových materiálů. Jsou také mnohem levnější na stavbu, váží podstatně méně a nabízejí mnohem větší flexibilitu a (možná kontraintuitivní, vzhledem k jejich měkkým materiálům) odolnost. V tomto procesu mění to, co si představujeme jako robot – a prokazují se, že jsou v tomto procesu nesmírně užiteční.
Příbuzný
- Budoucnost automatizace: Roboti přicházejí, ale nevezmou vám práci
- Vyvíjející se, samoreprodukující se roboti jsou tady – ale nebojte se povstání
- Exoskeletony s autopilotem: Nahlédnutí do blízké budoucnosti nositelné robotiky
Robot na tisíc použití
Současný nárůst měkkých robotů do světa, kterému dříve dominoval kov, nic neubírá na tradičnějších robotech vyráběných společnostmi jako Boston Dynamics. Pokroky v tradiční tvrdé robotice nám jen v posledních několika letech poskytly nejrůznější všestranné stroje schopné dělat vše od jemných montážních prací na výrobních linkách až po předvádění tanců, parkourové ukázky nebo dokonce Backflipy hodné olympiády. Ale tito tradiční roboti nejsou dobří na všechno.
Jsou skvělí v provádění stejného úkolu mnohokrát za sebou, což je přesně to, co je potřeba, když například pomáhají skládat iPhony na běžícím pásu v továrně Foxconn. Ale odstraňte je ze strukturované domény, ve které jsou zvyklí pracovat, a najednou může jejich ohromující přesnost v mžiku zmizí.
To je problematické ze všech možných důvodů, v neposlední řadě proto, že roboti budou stále častěji pracovat vedle lidí a dalších živých lidí. To by mohlo znamenat přímou práci s lidmi jako s kolegy. Mohlo by to také znamenat ještě užší úroveň interakce, jako je výše zmíněný robot určený k udržení tepu srdce člověka tváří v tvář možnému kardiovaskulárnímu selhání. Právě tyto scénáře částečně vedly ke zvyšující se popularitě měkkých robotů.
Neuvěřitelný potenciál flexibilních, měkkých robotů | Giada Gerboni
„Další vzrušující oblast použití pro měkkou robotiku je v sektoru pátrání a záchrany,“ Giada Gerboni, postdoktorand na Stanfordské univerzitě, který loni udělil a TED Talk s názvem „Neuvěřitelný potenciál flexibilních, měkkých robotů,“ řekl Digital Trends. „[V laboratoři, ve které pracuji], je velmi motivovaný tým kolegů, kteří zkoumají, jak měkký robot, který roste ze špičky — jako rostlina, nebo přesněji vinná réva — by se dokázala pohybovat po archeologických lokalitách nepřístupných lidem a plné velmi jemných artefaktů nebo k prozkoumání choulostivých podzemních biotopů nějakého ohroženého živočicha druh."
Gerboniho vlastní výzkum má lékařské aplikace. V současné době pracuje na flexibilních robotech, které by mohly být použity jako chirurgické nástroje pro přístup k těžko dostupným částem těla, stejně jako měkké roboty jejích kolegů by mohly pomoci s přístupem na vzdálená místa.
"Moje současná práce ve Stanfordu používá flexibilní jehlu, která se může dostat do úplně jiných částí jater." jediný vkládací bod a může spálit nádor – [zničení] nádorových buněk teplem – svým hrotem,“ pokračovala. Řiditelná jehla není to, co bychom si mohli představit jako robot, ale je to jedna z možností, kterou soft roboti otevírají.
Roboti pomáhají archeologům prozkoumat předincké ruiny v Peru
Sbohem metalu?
Nejnovější vývoj v oblasti měkké robotiky je obzvláště vzrušující. Nedávno vědci přišli na to, jak je odstranit poslední tvrdé kovové součásti v měkkých robotech. Tam, kde předchozí měkké roboty stále vyžadovaly součásti, jako jsou kovové ventily, tento nejnovější měkký robot může fungovat pouze za použití gumy a vzduchu – stlačený vzduch nahrazuje potřebu elektroniky vnitřnosti. Přitom integruje paměť a rozhodování přímo do svých měkkých materiálů pomocí jakéhosi měkkého počítače založeného na digitální logice.
„Tyto stavy vysokého tlaku a nízkého tlaku jsou analogické digitálnímu signálu, přičemž 1 se rovná vysokému tlaku a 0 se rovná nízkému tlaku,“ Philipp Rothemund, jeden z výzkumníků projektu, vysvětlil nám. „Řízení měkkých robotů se obvykle provádí pomocí elektronických ovladačů a pomocí pevných ventilů, což vede k hybridním robotům typu hard/soft. Náš soft computer umožňuje integraci komplexního řízení přímo do struktury měkkého robota.“
To vše je ještě v relativně rané fázi, ale ukazuje to rychle se pohybující svět soft robotika: zaostává o půl století za svým těžším protějškem, ale spěšně se snaží chytit nahoru. Zdá se, že to také funguje. Kromě již zmíněných aplikací měkké chapadla robotů jsou nyní používány na montážních linkách kvůli jejich schopnosti interagovat s předměty bez možnosti jejich poškození.
Jak však poznamenává Giada Gerboni, je chybou považovat měkkou robotiku za konflikt s tradičními tvrdými roboty.
„Neřekla bych, že měkcí roboti jsou lepší, ale je to jen třída robotů – nebo způsob, jak dělat robotiku – o které se už nemůžeme vyhnout,“ řekla. „Měkké roboty již prokázaly, že mají velký potenciál v navigačních úlohách, protože mohou snadno artikulují své tělo a jejich navigace není ohrožena náhlými kontakty s neznámým objektů. Ale pokud jde o další velmi běžný úkol pro roboty, jako jsou manipulační úkoly, pak mít netuhé části je velmi špatné, protože robot může [vyvíjet velmi malou sílu, což znamená, že nemůže zvednout mnoho objektů.] Také vzhledem k vysoké flexibilitě těla, stupňům volnosti a omezené integraci senzorů je nelze přesně ovládat, takže nemohou provádět velmi přesnou manipulaci. úkol."
Jak tvrdé, tak měkké
Nakonec říká, že nejlepším způsobem, jak skutečně vyrobit roboty, které budou užitečné v našich životech, bude kombinace tvrdého a měkkého: stejně jako to vidíme u materiálů nacházejících se v přírodě. "Jen se podívej na lidi," řekla. „Jsou to dokonalé robotické stroje s měkkými komponenty, ale také tuhými strukturami a standardními spoji. [Dokážou] plnit úkoly v různých kontextech, ale mohou být také precizní a vyvíjet síly.“
Někteří výzkumníci jsou dokonce zaneprázdněni zkoumáním materiálů, které umožňují měkkým robotům ztuhnout na požádání, nebo kombinují různé materiály tuhosti pro dosažení jak přesnosti, tak obratnosti. Termín „měkký robot“ existuje sotva deset let – ale už si pro sebe vytváří mezeru. (A také najít cestu do popkultury: podívejte se na Baymaxe, roztomilého robota od Disneyho Velký hrdina 6.)
Jak se posouváme směrem ke světu, ve kterém jsou roboti součástí našeho každodenního života, získávají měkcí roboti na důležitosti než kdy jindy. Jedna věc je jistá: zde v roce 2019 již slovo „robot“ není synonymem pro „kovový stroj“.
Doporučení redakce
- Budoucnost výroby: Pohled dopředu na další éru výroby věcí
- Potulní sledovací roboti přicházejí do našich měst. Naštěstí jsou tady, aby pomohli
- Seznamte se s Xenoboty: Živými, biologickými stroji, které by mohly způsobit revoluci v robotice
- Chytré figuríny: Jak technologie robotického řešení mění fotbalovou praxi
- Nejlepší roboti na CES 2021
