Un robot “senza cervello” può superare ostacoli complessi

I ricercatori che hanno creato un robot morbido in grado di navigare in labirinti semplici senza la guida umana o del computer si sono ora basati su questo lavoro, creando un robot morbido “senza cervello” in grado di navigare in ambienti più complessi e dinamici.

“Nel nostro lavoro precedente, abbiamo dimostrato che il nostro robot morbido era in grado di girarsi e girarsi attraverso un percorso a ostacoli molto semplice”, afferma Ji Yin, coautore di un articolo sul lavoro e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale. Ingegneria presso la North Carolina State University. “Tuttavia era in grado di girarsi solo se incontrava un ostacolo. In pratica, ciò significava che a volte il robot poteva rimanere bloccato, saltando avanti e indietro tra ostacoli paralleli.

“Abbiamo sviluppato un nuovo robot morbido in grado di girare da solo, permettendogli di farsi strada attraverso labirinti tortuosi e persino di superare ostacoli in movimento. Tutto questo avviene utilizzando l’intelligenza fisica, anziché essere guidati da un computer.”

L’intelligenza fisica si riferisce a oggetti dinamici – come i robot morbidi – il cui comportamento è governato dalla loro progettazione strutturale e dai materiali di cui sono fatti, piuttosto che diretto da un computer o dall’intervento umano.

Come è il caso di Versione precedente, i nuovi robot morbidi sono realizzati con elastomeri cristallini liquidi nastriformi. Quando i robot vengono posizionati su una superficie che ha una temperatura di almeno 55 °C (131 °F), cioè più calda dell’aria circostante, la parte del nastro a contatto con la superficie si restringe, mentre la parte del nastro esposta all’aria no. Ciò si traduce in un movimento rotatorio. Più calda è la superficie, più velocemente ruota il robot.

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Tuttavia, mentre la versione precedente del robot morbido aveva un design simmetrico, il nuovo robot ha due metà distinte. La metà del robot è un nastro attorcigliato che si estende in linea retta, mentre l’altra metà è un nastro attorcigliato più strettamente che si avvolge su se stesso come una scala a chiocciola.

Questo design asimmetrico fa sì che un’estremità del robot eserciti più forza sul terreno rispetto all’altra. Pensa a un bicchiere di plastica che ha la bocca più larga della base. Se lo fai rotolare sul tavolo, non rotola in linea retta: forma un arco mentre viaggia sul tavolo. Ciò è dovuto alla sua forma asimmetrica.

“Il concetto alla base del nuovo robot è abbastanza semplice: grazie al suo design asimmetrico, ruota senza dover toccare nulla”, afferma Yao Zhao, primo autore dell’articolo e ricercatore post-dottorato presso NC State. “Quindi, anche se cambia direzione quando entra in contatto con un oggetto – permettendogli di navigare nei labirinti – non può rimanere bloccato tra oggetti paralleli. Invece, la sua capacità di muoversi in archi gli permette di dimenarsi liberamente. “

I ricercatori hanno dimostrato la capacità del design morbido e asimmetrico del robot di navigare labirinti più complessi – compresi labirinti con pareti mobili – e di adattarsi a spazi più stretti delle sue dimensioni corporee. I ricercatori hanno testato il nuovo design del robot su una superficie metallica e sulla sabbia. Un video del robot asimmetrico in azione può essere trovato su https://youtu.be/aYpSwuij2DI?si=tNEtvt60_uKkdEsw.

“Questo lavoro rappresenta un altro passo avanti nell’aiutarci a sviluppare approcci innovativi alla progettazione di robot morbidi, in particolare per applicazioni in cui i robot morbidi saranno in grado di raccogliere energia termica dal loro ambiente”, afferma Yin.

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la carta, “Fuggi dal morbido labirinto robotico con l’intelligenza fisica,“Appare sulla rivista Science Advances. Il primo autore dell’articolo è Yao Zhao, un ricercatore post-dottorato presso la NC State. Hao Su, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la NC State, è un coautore. Altri coautori includono Yawei Hong, dottorandi recenti presso NC State, Yanbin Li, ricercatore post-dottorato presso NC State, e Fangjie Qi e Haitao Cheng, entrambi dottorandi presso NC State.

Il lavoro è stato eseguito con il sostegno della National Science Foundation con le sovvenzioni 2005374, 2126072, 1944655 e 2026622.

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