Роботы смогут функционировать без электричества: что придумали британские ученые

Исследователи из Королевского колледжа Лондона (KCL) разработали новый вид крошечной схемы, которая взаимодействует посредством изменений давления жидкости, черпая вдохновение из функционирования человеческого тела. Об этом пишет Interesting Engineering.

Инженеры разработали усовершенствованный метод передачи сложных инструкций роботам без использования электричества. Это может потенциально освободить больше пространства для обработки в системе робота для расширенных функций.

Исследователи из Королевского колледжа Лондона (KCL) разработали новый вид крошечной схемы, которая взаимодействует посредством изменений давления жидкости, черпая вдохновение из функционирования человеческого тела. Этот метод позволяет роботам выполнять задачи независимо от обычных электрических систем, передавая ряд команд с помощью жидкости внутри схемы.

Согласно заявлению команды, это впервые в мире открывает возможность нового поколения роботов, чьи тела могли бы работать независимо от их встроенного центра управления, при этом это пространство потенциально использовалось бы вместо этого для более сложного программного обеспечения на базе.

Мягкие роботы, известные своей гибкостью и безопасностью, стали полезными в различных приложениях, таких как носимые устройства и манипуляторы. Обычно эти роботы управляются традиционными системами с использованием соленоидных клапанов, регуляторов и насосов, что ограничивает их мобильность и миниатюризацию.

Чтобы решить эту проблему, ученые изучают новые конструкции мягких клапанов и насосов, которые могут быть интегрированы в корпус робота, повышая эффективность и позволяя использовать их в суровых условиях. Эти мягкие клапаны, которые управляют потоком жидкости путем изгибания трубок, уменьшают необходимость во многих управляющих входах.

Некоторые конструкции могут запоминать или забывать предыдущие состояния, а другие могут создавать осцилляторы, которые работают как часы, позволяя роботам выполнять такие задачи, как плавание и скалолазание. Однако некоторые подходы по-прежнему требуют множества клапанов и дополнительной регулировки давления для точной настройки их работы.

На сегодняшний день роботы полностью зависят от электричества и компьютерных чипов для работы. Роботизированный "мозг", состоящий из алгоритмов и программного обеспечения, транслирует команды в тело робота через энкодеры, которые затем выполняют действия.

В мягкой робототехнике, где устройства, такие как роботизированные мышцы, сделаны из гибких материалов, эта зависимость от жестких электронных компонентов создает проблемы. Сложные задачи, такие как захват дверной ручки, создают дополнительную нагрузку на программное обеспечение, поскольку мягкие материалы требуют сложного кодирования.

Чтобы решить эту проблему, ученые создали обратимую схему, которая включает регулируемый клапан в аппаратное обеспечение робота. Этот клапан использует сигналы давления, которые похожи на двоичный код, для управления движениями, во многом как транзистор в обычных схемах.

Технология также имеет потенциал для улучшения мягкой робототехники за счет преодоления текущих ограничений в ловкости. Один робот может работать по-другому, перенастроив свой основной элемент, клапан, который изменяет частоту сигнала, без изменения каких-либо компонентов схемы. Цель состоит в том, чтобы расширить эту возможность, позволяя роботам выполнять различные задачи без модификации приводов или схем, что сэкономит робототехникам время и энергию.

Цель команды — масштабировать свое изобретение для более широкого использования, интегрируя эти схемы в приводные колесные системы с мягкими двигателями или роботов, которые контролируют электростанции.