«Самоорганизующийся» захват: роборука хватает предметы как человек (видео)
Роботам, в отличие от людей, обычно нужна точная информация о положении предмета и окружающем его пространстве для расчета траектории движения. Однако исследователи из Лозаннской высшей политехнической школы (EPFL) предложили новый подход, вдохновленный естественными свойствами человеческого тела, и разработали роботизированную руку, способную к так называемому «самоорганизующемуся» захвату.
Разработка получила название ADAPT — Adaptive Dexterous Anthropomorphic Programmable sTiffness. Это роботизированная кисть, в которой ключевую роль играют мягкие материалы, в частности, обернутый вокруг суставов и пальцев силикон, а также встроенные пружины. Такая конструкция позволяет руке легко изгибаться и адаптироваться к форме предмета без сложных компьютерных расчетов. В итоге робот, даже не имея точной информации о захватываемом объекте, может подстраиваться под его форму и положение — точно так же, как это делает человеческая рука.
Как отмечает Кай Юнге из лаборатории CREATE при Школе инженерии EPFL, именно «механический интеллект», распределенный по различным частям конструкции, позволяет роботу действовать гибко и эффективно. Вместо того чтобы полагаться исключительно на центральное управление, как это происходит у традиционных роботов, ADAPT использует «интеллект» кожи, мышц и суставов, встроенный в саму механику устройства.
Эксперименты показали впечатляющие результаты: рука ADAPT успешно захватила 24 различных объекта с точностью 93%, при этом ее движения напоминали человеческий захват с совпадением форм на 68%. Причем для выполнения задачи руке было достаточно пройти всего через четыре предварительно заданные точки — все остальное она делала автоматически, без обратной связи или коррекции со стороны системы. Такой подход называется управлением с открытым контуром: робот не реагирует на изменения в реальном времени, а полагается на заранее заложенные движения и собственную механическую адаптивность.
Разработчики подчеркивают, что задачей проекта было не скопировать анатомию человека, а показать, насколько мощным может быть принцип податливости (compliance) в робототехнике. В отличие от жестких конструкций, требующих точного программного обеспечения и сенсорного контроля, мягкие роботы способны действовать надежно и безопасно в условиях неопределенности — будь то захват банана, болта или другого предмета сложной формы.
На следующим этапе команда EPFL планирует внедрить в ADAPT элементы обратной связи — например, встроенные в силиконовую кожу сенсоры давления, а также использовать искусственный интеллект для анализа и адаптации движений. Это позволит использовать по максимуму преимущества устройств такого рода и создавать роботов, способных работать в нестабильной, человекоориентированной среде — от домов до производственных линий.
Так проект ADAPT становится основой для нового поколения робототехники, в котором акцент смещается с цифрового контроля на физическое взаимодействие. В мире, где все больше повседневных действий автоматизируется, понимание и использование свойств мягких материалов может стать ключом к более естественному, безопасному и эффективному взаимодействию между машинами и людьми.
Ранее мы рассказали о необычном роботе для уходу за пожилыми людьми, который помогает своим подопечным сидеть, стоять и не падать.
