Niekde v laboratóriu sa niečo krúti. to je úhorieho robotaticho plávajúci cez obrovskú zatemnenú nádrž so slanou vodou; jeho rytmické, stuhovité pohyby odrážajú pohyby jeho prirodzeného náprotivku. Alebo je to robot inšpirovaný chobotnicou, vyzerá ako vec H.P. Lovecraft mohol snívať, keby sa narodil o 100 rokov neskôr a namiesto hororového spisovateľa by sa stal robotníkom?
Obsah
- Robot na tisíc použití
- Zbohom metal?
- Aj tvrdé, aj mäkké
Možno to nie je ani jedno z toho. Možno je to mäkký gumený rukáv, ovinutý okolo ľudského srdcaa pravidelne ho ukľudňujúce stláčania, aby mohol naďalej biť tvárou v tvár srdcovému zlyhaniu. Alebo a hydrogélový uchopovač ktorý môže natiahnuť ruku a chytiť plávajúcu rybu a zaistiť ju bez toho, aby ju zranil. Alebo. Alebo. Alebo.
Odporúčané videá
Realita je taká, že o príklady z rozvíjajúcej sa oblasti mäkkej robotiky nie je núdza. Tieto roboty, jedna z najzaujímavejších a rýchlo sa rozvíjajúcich oblastí vo výskume robotiky, sa nepodobajú tvrdým kovovým strojom, ktoré nám sľubovala sci-fi. Sú vyrobené z gumených materiálov. Sú tiež oveľa lacnejšie na výrobu, vážia podstatne menej a ponúkajú oveľa väčšiu flexibilitu a (možno kontraintuitívne, vzhľadom na ich mäkké materiály) odolnosť. V tomto procese menia to, čo si predstavujeme ako robot – a dokazujú, že sú v tomto procese nesmierne užitočné.
Súvisiace
- Budúcnosť automatizácie: Roboty prichádzajú, ale nezoberú vám prácu
- Vyvíjajúce sa, samoreprodukujúce sa roboty sú tu – ale nebojte sa povstania
- Exoskeletony s autopilotom: Pohľad do blízkej budúcnosti nositeľnej robotiky
Robot na tisíc použití
Súčasný nárast mäkkých robotov do sveta, v ktorom predtým dominoval kov, neuberá nič z tradičnejších robotov vyrábaných spoločnosťami ako Boston Dynamics. Pokroky v tradičnej tvrdej robotike nám len v posledných rokoch poskytli najrôznejšie všestranné stroje schopné robiť všetko od jemných montážnych prác na výrobných linkách až po predvádzanie tancov, parkourové ukážky alebo dokonca Backflipy hodné olympiády. Ale tieto tradičné roboty nie sú dobré na všetko.
Sú skvelí v tom, že tú istú úlohu vykonávajú mnohokrát za sebou, čo je presne to, čo sa vyžaduje, ak napríklad pomáhajú zostavovať telefóny iPhone na bežiacom páse v továrni Foxconn. Ale odstráňte ich zo štruktúrovanej domény, v ktorej sú zvyknutí pracovať, a zrazu ich ohromujúca presnosť dokáže v okamihu zmizne.
Je to problematické z rôznych dôvodov, v neposlednom rade z toho, že roboty budú čoraz častejšie pracovať spolu s ľuďmi a inými živými ľuďmi. To by mohlo znamenať priamu prácu s ľuďmi ako s kolegami. Mohlo by to tiež znamenať ešte užšiu úroveň interakcie, ako je napríklad vyššie uvedený robot, ktorého cieľom je udržať srdce človeka biť tvárou v tvár možnému kardiovaskulárnemu zlyhaniu. Práve tieto scenáre čiastočne viedli k rastúcej popularite mäkkých robotov.
Neuveriteľný potenciál flexibilných, mäkkých robotov | Giada Gerboniová
„Ďalšia vzrušujúca oblasť použitia pre mäkkú robotiku je v sektore pátrania a záchrany,“ Giada Gerboniová, postdoktorand na Stanfordskej univerzite, ktorý minulý rok udelil a TED Talk s názvom „Neuveriteľný potenciál flexibilných, mäkkých robotov,“ povedal Digital Trends. „[V laboratóriu, v ktorom pracujem], je veľmi motivovaný tím kolegov, ktorí skúmajú, ako mäkký robot, ktorý rastie od špičky — ako rastlina, presnejšie vinič — by sa dokázala pohybovať po archeologických náleziskách, ktoré sú pre ľudí nedostupné a plné veľmi chúlostivých artefaktov, alebo preskúmať jemné podzemné biotopy nejakého ohrozeného živočícha druhov.“
Gerboniho vlastný výskum má medicínske využitie. V súčasnosti pracuje na flexibilných robotoch, ktoré by sa dali použiť ako chirurgické nástroje na prístup k ťažko dostupným častiam tela, rovnako ako mäkké roboty jej kolegov by mohli pomôcť pri prístupe na vzdialené miesta.
„Moja súčasná práca v Stanforde používa flexibilnú ihlu, ktorá sa môže dostať do úplne iných častí pečene jediný bod vloženia a môže spáliť nádor – [zničiť] nádorové bunky teplom – svojim hrotom,“ pokračovala. Riaditeľná ihla nie je to, čo by sme si mohli predstaviť ako robot, ale je to jedna z možností, ktorú ponúkajú mäkké roboty.
Roboty pomáhajú archeológom skúmať predincké ruiny v Peru
Zbohom metal?
Najnovší vývoj v oblasti mäkkej robotiky je obzvlášť vzrušujúci. Nedávno vedci prišli na to, ako sa zbaviť posledné tvrdé kovové komponenty v mäkkých robotoch. Tam, kde predchádzajúce mäkké roboty stále vyžadovali komponenty, ako sú kovové ventily, tento najnovší mäkký robot môže fungovať iba s použitím gumy a vzduchu – pričom stlačený vzduch nahrádza potrebu elektroniky vnútornosti. Pritom integruje pamäť a rozhodovanie priamo do svojich mäkkých materiálov pomocou akéhosi mäkkého počítača na báze digitálnej logiky.
„Tieto stavy vysokého tlaku a nízkeho tlaku sú analogické s digitálnym signálom, pričom 1 sa rovná vysokému tlaku a 0 sa rovná nízkemu tlaku,“ Philipp Rothemund, jeden z výskumníkov projektu, vysvetlil nám. „Spravidla sa riadenie mäkkých robotov vykonáva pomocou elektronických ovládačov a pomocou pevných ventilov, čo vedie k hybridným robotom typu hard/soft. Náš softvérový počítač umožňuje integráciu komplexného riadenia priamo do štruktúry mäkkého robota.“
Toto všetko je ešte v relatívne ranom štádiu, no demonštruje to rýchlo sa rozvíjajúci svet soft robotika: zaostáva o pol storočia za svojím ťažším náprotivkom, ale rýchlo sa snaží chytiť hore. Zdá sa, že to tiež funguje. Okrem už spomínaných aplikácií mäkké uchopovače robotov sa teraz používajú na montážnych linkách kvôli ich schopnosti interagovať s predmetmi bez možnosti ich poškodenia.
Ako však poznamenáva Giada Gerboni, je chybou považovať mäkkú robotiku za konflikt s tradičnými tvrdými robotmi.
„Nepovedala by som, že mäkkí roboti sú lepší, ale je to len trieda robotov – alebo spôsob, ako robiť robotiku – o ktorej sa už nemôžeme vyhnúť,“ povedala. „Mäkké roboty už preukázali, že majú veľký potenciál v navigačných úlohách, pretože môžu ľahko artikulujú svoje telo a ich navigácia nie je ohrozená náhlymi kontaktmi s neznámym predmety. Ale pokiaľ ide o ďalšiu veľmi bežnú úlohu pre roboty, ako sú manipulačné úlohy, potom mať nepevné časti je veľmi zlé, pretože robot môže [vyvíjať veľmi malú silu, čo znamená, že nemôže zdvihnúť mnoho objektov.] Tiež vzhľadom na vysokú flexibilitu tela, stupne voľnosti a obmedzenú integráciu senzorov ich nemožno presne ovládať, takže nemôžu vykonávať veľmi presnú manipuláciu. úloha.”
Aj tvrdé, aj mäkké
V konečnom dôsledku hovorí, že najlepším spôsobom, ako skutočne vyrobiť roboty, ktoré budú v našich životoch užitočné, bude spojiť tvrdé a mäkké: presne tak, ako to vidíme pri materiáloch, ktoré sa nachádzajú v prírode. "Len sa pozrite na ľudí," povedala. „Sú to dokonalé robotické stroje s mäkkými komponentmi, ale aj tuhými štruktúrami a štandardnými spojmi. [Môžu] vykonávať úlohy v rôznych kontextoch, ale môžu byť aj precízni a vyvíjať sily.“
Niektorí výskumníci sú dokonca zaneprázdnení skúmaním materiálov, ktoré umožňujú mäkkým robotom vystužiť na požiadanie, alebo inak kombinujú materiály s rôznymi tuhosťami na dosiahnutie presnosti aj obratnosti. Pojem „mäkký robot“ existuje sotva desaťročie – ale už si pre seba vytvára výklenok. (A nájsť si cestu aj do popkultúry: pozrite si Baymaxa, roztomilého robota od Disney’s Veľký hrdina 6.)
Ako sa posúvame smerom k svetu, v ktorom sú roboty súčasťou nášho každodenného života, mäkkí roboti budú mať väčší význam ako kedykoľvek predtým. Jedna vec je istá: tu v roku 2019 slovo „robot“ už nie je synonymom pre „kovový stroj“.
Odporúčania redaktorov
- Budúcnosť výroby: Pohľad dopredu na ďalšiu éru výroby vecí
- Do našich miest prichádzajú rovingové sledovacie roboty. Našťastie sú tu, aby vám pomohli
- Zoznámte sa s Xenobotmi: Živými, biologickými strojmi, ktoré by mohli spôsobiť revolúciu v robotike
- Inteligentné figuríny: Ako technológia robotického boja mení futbalovú prax
- Najlepšie roboty na CES 2021
