Newsy

Naukowcy opracowali w pełni autonomicznego robota napędzanego wyłącznie powietrzem. Znajdzie zastosowanie w medycynie czy ratownictwie [DEPESZA]

2021-02-23  |  06:00
Wszystkie newsy
źródło: www.youtube.com

To może być przełom w budowie w pełni autonomicznych, wolnych od elektroniki robotów kroczących. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego stworzyli czworonożnego robota, który do pracy wszystkich swoich funkcji, w tym sterowania i systemów ruchu, nie potrzebuje żadnej elektroniki, tylko stałego źródła sprężonego powietrza. Może się sprawdzić m.in. w kosmosie, w maszynach rezonansu magnetycznego czy do przesiewania wraków budynku po trzęsieniu ziemi lub pożarze.

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego stworzyli czworonożnego miękkiego robota, który nie potrzebuje żadnej elektroniki do pracy. Wystarczy stałe źródło sprężonego powietrza, aby uruchomić wszystkie funkcje, w tym sterowania i systemów ruchu. Może to oznaczać przełom na rynku tzw. miękkich robotów.

– Większość robotów miękkich jest zasilana sprężonym powietrzem i sterowana przez obwody elektroniczne. Jednak takie podejście wymaga umieszczenia skomplikowanych komponentów, takich jak płytki obwodów drukowanych, zaworów i pomp – często poza korpusem robota. Te elementy, które stanowią mózg robota i układ nerwowy, są zazwyczaj nieporęczne i drogie. Robot opracowany przez naukowców Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego jest sterowany przez wbudowany lekki, tani system obwodów pneumatycznych, składający się z rur i miękkich zaworów. Robot może chodzić na polecenie lub w odpowiedzi na sygnały odbierane z otoczenia – tłumaczy Ioana Patringenaru z biura prasowego Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

Atrakcyjność miękkich robotów polega na ich elastyczności i wszechstronności. Mogą się sprawdzić w kosmosie, według innych wkrótce wkroczą w najgłębsze zakamarki ludzkiego ciała. Według dr hab. inżynierii Georgia Tech Ellen Mazumdar można je wykorzystać do przesiewania wraków budynku po trzęsieniu ziemi lub pożarze. Miękkie roboty są wykonane z najbardziej miękkich materiałów, w tym z nanomateriałów, co umożliwia im odzwierciedlenie funkcji biologicznych, takich jak funkcje ludzkich mięśni. Dotychczas jednak obwody elektroniczne były umieszczane na zewnątrz, co sprawiało, że robot był mało poręczny, a przy tym drogi.

Robot zbudowany przez inżynierów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego niweluje te wady.

– Nasza praca stanowi fundamentalny krok w kierunku budowy w pełni autonomicznych, wolnych od elektroniki robotów kroczących – podkreśla Dylan Drotman, doktorant na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.

Moc obliczeniowa robota naśladuje odruchy ssaków, które są napędzane przez odpowiedź nerwową kręgosłupa, nie mózgu. Zespół zainspirował się obwodami neuronowymi znalezionymi u zwierząt,  które mogą generować rytmiczne wzory w celu kontrolowania ruchów, takich jak chodzenie czy bieganie. Aby naśladować funkcje obwodów neuronowych, inżynierowie zbudowali system zaworów, które kontrolują kolejność, w jakiej sprężone powietrze dostaje się do napędzanych nim mięśni czterech kończyn robota. Naukowcy zbudowali innowacyjny komponent, który koordynuje chód robota, opóźniając wtrysk powietrza do jego nóg.

Robot jest również wyposażony w proste czujniki mechaniczne, które przypominają małe, miękkie bąbelki wypełnione płynem, umieszczone na końcach wysięgników wystających z korpusu. Kiedy bąbelki są wciśnięte, płyn przekręca zawór, który z kolei powoduje zmianę kierunku poruszania się robota.

– Opracowanym przez nas sposobem można by stworzyć bardzo zaawansowany mózg robota – przekonuje Michael T. Tolley, profesor inżynierii mechanicznej w Jacobs School of Engineering na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. – Naszym celem było stworzenie zasilanego powietrzem układu nerwowego, niezbędnego do kontrolowania procesu chodzenia.

W przyszłości naukowcy chcą poprawić chód robota, aby mógł się poruszać także po nierównych powierzchniach. Umożliwiłoby to pokonywanie różnych przeszkód i wymagało bardziej wyrafinowanej sieci czujników, a co za tym idzie – bardziej złożonego systemu pneumatycznego.

Obecnie jednak technologia zastosowana w robocie sprawdzi się w niemal wszystkich miękkich robotach.

– Zastosowania opracowanego systemu obejmują tanią robotykę rozrywkową, taką jak zabawki, lecz także roboty, które mogą działać w środowiskach, gdzie elektronika mogłaby zakłócać pracę, takich jak maszyny rezonansu magnetycznego lub szyby górnicze. Szczególnie interesujące są roboty miękkie, ponieważ łatwo dostosowują się do otoczenia i działają bezpiecznie w pobliżu ludzi – wymienia Ioana Patringenaru.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Technologie

W ciągu ostatnich kilku lat powstało 2,5 tys. aplikacji do medytacji. W czasie pandemii cyfrowe rozwiązania do walki ze stresem opracowują także Polacy

Od 2015 roku na świecie powstało ponad 2,5 tys. aplikacji do medytacji. Dwie najpopularniejsze zostały już pobrane ponad 170 mln razy. Także w Polsce, zwłaszcza w czasie pandemii, rośnie zainteresowanie aplikacjami, które pozwalają się wyciszyć – liczba wyszukiwań podcastów o medytacji wzrosła o 665 proc. Niedawno powstała również aplikacja Mindy do wzmacniania kondycji mentalnej i trenowania umysłu, która oferuje m.in. praktyki medytacyjne, kursy mindfulness, bazę ćwiczeń i muzyki. Wyróżnikiem Mindy są elementy gamifikujące, które pomagają budować trwały nawyk.

Transport

Sztuczna inteligencja pomoże zapobiegać wypadkom kolejowym i zwiększy punktualność pociągów. Nad takimi rozwiązaniami pracują polscy inżynierowie

Do wprowadzenia całkowicie autonomicznych pociągów szykują się już zarówno koleje pasażerskie, jak i towarowe. W tej chwili pociągi bez maszynisty funkcjonują tylko na wyodrębnionych liniach, a systemy autonomicznego kierowania są wykorzystywane w metrze m.in. w Paryżu, Sydney czy Szanghaju. Rozwiązania te są rozwijane dzięki sztucznej inteligencji, która dziś wykorzystywana jest na świecie w kolejach dużych prędkości. Chociaż w Polsce są one dopiero na etapie planowania, technologie z zakresu SI są już rozwijane i wdrażane przez polskich przewoźników oraz inżynierów. Wśród korzyści inteligentnych rozwiązań są m.in. większe bezpieczeństwo i zapobieganie awariom, ograniczenie kosztów, większa punktualność pociągów i komfort podróżnych.

Technologie

Pandemia wstrzymała rozwój elektromobilnej infrastuktury. Przyszłością rynku superszybkie ładowarki o dużej mocy i ładowanie indukcyjne np. na parkingach

Prywatni inwestorzy wstrzymują decyzje o budowie infrastruktury ładowania elektryków. Z jednej strony wynika to z zahamowania gospodarki w związku z pandemią, z drugiej wiąże się z oczekiwaniem na zapowiadany system dotacji. Nie oznacza to jednak zupełnego przestoju w elektromobilności. W ubiegłym roku w Polsce nastąpił dynamiczny wzrost liczby zarejestrowanych autobusów elektrycznych i rekordowy wzrost liczby aut elektrycznych ogółem. Zdaniem ekspertów przyszłość transportu elektrycznego będzie należała do ładowania indukcyjnego.