Мягкие пальцы роботов научили сжимать помидор ещё нежнее

При кратковременном сжатии человеку легко понять, созрел ли, к примеру, авокадо, персик или помидор. То же самое делает мягкая рука робота, например, во время автоматической уборки урожая. Однако до сих пор такому захвату требовались датчики в «пальцах», чтобы определить, достаточно ли созрел плод или фрукт.

Шибо Цзоу и Бас Овервелде из компании AMOLF Soft Robotic Matter Group разработали внешний метод измерения взаимодействия мягких роботов с окружающей средой, который не требует встроенных датчиков. Кроме того, этот метод можно легко применить к ряду других уже существующих мягких роботов. Исследование опубликовали в журнале Nature Communications.

Бас Овервелде рассказал, как они с коллегами из Технологического университета Эйндховена сумели придать манипуляторам мягких роботов чувствительность без встроенных датчиков. Сжимая что-то, эластичные «сосиски» манипулятора раздуваются, как воздушный шарик. Если они прижимаются к чему-то в процессе захвата, то усилие возрастает пропорционально вздутию. Величина требуемого дополнительного усилия благодаря этому может быть измерена снаружи, а это означает, что встроенные датчики в пальцах робота больше не требуются.

Изобретённый мягкий захват умеет, например, срывать помидоры. Робот берётся за каждый четырьмя мягкими пальцами, а затем отделяет его от черенка, вращая плод, как бы откручивая. Дозируя прилагаемую силу в процессе захвата, робот «понимает», насколько правильно он держит помидор.

Рука робота также может сортировать помидоры. В случае с перезрелыми система при замере усилия фиксирует меньшее давление, чем требуется для более крепкого помидора, и в результате устройство откладывает перезрелый плод в сторону.

Сбор урожая — это всего лишь вариант применения. Например, в сотрудничестве с коллегами из Технологического университета Делфта изобретатели также продемонстрировали, что их подход можно использовать для управления миниатюрной присоской, используемой в медицинских процедурах, при той же эндоскопии. Если присоска способна измерять консистенцию захватываемых тканей, это приводит к бережным манипуляциям с ними.

Более того, использованный регулятор давления практически универсален и позволяет обходиться без специализированных внутренних датчиков в зависимости от целей применения, будь то использование в пищевой промышленности или медицине. К тому же жёсткие датчики, от которых отказались, не подходят для работы с многими деликатными поверхностями.

Разработанная система активируется по принципу «подключи и играй». И при этом не нуждается в множестве настроек и регулировок, что является ещё одним большим её преимуществом.

Другие мягкие роботы, к которым применима измерительная система, смогут определять также размеры, форму или шероховатость объекта.

Бас Овервелде добавил в заключение, что теперь робототехники хотят привнести в концепцию другие типы измерений в дополнение к жёсткости или объёму, в том числе оценку веса.