10 потрясающих технологий в области робототехники

Робот Atlas, вес которого 75 кг и высота 1,5 м, разработанный Boston Dynamics, на многочисленных рекламных видео демонстрирует способность определять и справляться с препятствиям, благодаря системе компьютерного зрения, а также великолепно балансировать.

Atlas способен передвигаться по пересеченной местности, сохраняя равновесие; во время бега перепрыгивать через бревно и довольно легко запрыгивать на несколько ящиков; поднимать различные предмет и манипулировать ими. А также выполнять элементы паркура: сальто вперед и назад. Марк Райберт из команды разработчиков отмечает, что на данный момент робот справляется не со всеми поставленными перед ним задачами. Но демонстрации его возможностей служат вдохновляющими примерами для дальнейшего усовершенствования Atlas-а.

Внедрение роботов в хирургию стало одной из наиболее важных инноваций в последних лет. Часть операций, например, операционное вмешательство РПЭ (радикальная простатэктомия) все чаще стали проводить, опираясь на роботизированные подходы, у которых есть множество преимуществ. Растет количество роботизированных платформ, их широкое использование зависит от того, будут ли в дальнейшем решены вопросы, связанные с уменьшением их стоимости.

Платформа da Vinci SP лидирует на мировом рынке хирургии. Рабочая часть устройства – это канюля диаметром 2,5 см с тремя хирургическими инструментами и эндоскопом, расположенных на гибких держателях. Они выдвигаются из трубки, и предназначены для оперирования при глубоких поражениях тела.

Мягкий робот, который передвигается в пространстве, благодаря увеличению своей длины, — новое направление в робототехнике. Он сделан из мягкого скрученного внутри материала, который при нагнетании в него воздуха разворачивается – «растет» в длину и перемещается в необходимом направлении.

Робот сконструирован по принципу роста виноградной лозы и мицелий грибов. Это изобретение может отклоняться от препятствий на своем пути, перемещаться в ограниченных пространствах, в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Таким образом, робот найдет широкое применение для навигации в трубах различного диаметра, в спасательных операциях с труднодоступными узкими местами и в медицине.

Одна из основных задач, стоящая перед робототехникой — это изучение новых материалов и схем производства для разработки энергоэффективных, многофункциональных и совместимых приводов. В 2018 году в этой бурно развивающейся области появилось много новых разработок.

Ранее использовались универсальные жидкокристаллические приводы из эластомеров, способные изменять свою форму. Но затем для мягкой робототехники были разработаны жидкокристаллические эластомеры, которые изготавливают с помощью 3D-печати. Эти приводы поднимают значительно больший вес, чем другие жидкокристаллические эластомеры.

Разработчики представили мягкий привод HASEL, который использует электростатические и гидравлические принципы в своей работе, когда происходит его линейное сжатие без необходимости предварительного растяжения материала. Привод довольно прочный и относительно недорогой в производстве материалом. HASEL способен поднимать груз, более чем в 200 раз тяжелее его самого. А так же хрупкие предметы.

«ДНК-оригами» — это технология намеренного конструирования молекул ДНК в заранее заданные и смоделированные объекты на наноуровне. Они могут иметь простую или сложную форму, быть плоскими или объемными. Управление структурой и перемещением наноробота происходит посредством электрических полей. Наноробот может быть запрограммирован на синтез и сборку материалов в направлении снизу-вверх. А также использоваться в качестве молекулярно-механической памяти.

Биоинспирированных роботы – это летающие роботы, похожие на насекомых. Их разрабатывают по двум причинам: во-первых, для практического применения, во-вторых, для изучения природной аэродинамики, которую затем используют для программирования живых организмов. Недавно была выпущена новая модель Nimble с четырьмя крыльями. Которая способна не только плавно летать, но и в любой момент менять направление движения.

У модели Nimble отсутствует хвост, благодаря чему она стала более маневренной и быстрой: летает со скорость до 25 км в час. Хотя Nimble в 50 раз превышает размер фруктовой мухи и не имитирует морфологию и кинематику ее крыльев, тем не менее, этот робот может служить в качестве физической модели для понимания особенностей полета летающих организмов.

Многие люди, когда дело доходит до вопроса использования экзоскелетов в повседневной жизни, стесняются его одевать: они не хотят выглядеть неуклюжими и напоминать в нем Железного Человека. Легкий и эластичный экзокостюм для личного использования не препятствует движениям. А также, благодаря новым разработкам, он гораздо удобнее классического экзоскелета.

В него включены роботизированные приспособления, помогающие ходьбе. Его потенциальное применение — увеличение выносливости, мобильности и независимости пожилых людей. И для реабилитации детей и взрослых с нарушениями движений в результате перенесенной болезни.

Применение универсальных роботов-манипуляторов Universal Robots, несмотря на их неброский внешний вид, становится все более широким: их задействуют как инструмент в исследовательских лабораториях и на сборочных линиях, в логистике и в хирургии. Компания Universal Robots выпустила в 2018 году нового совместного робота e-Series, в несколько раз сократив время настройки одного робота.

Благодаря интуитивно понятной системе 3D-визуализирования, настраивать и управлять роботами могут даже неопытные операторы. Новые модели роботизированных рук e-Series стали безопасными для человека, сведя риск травм от работы с ними к минимуму.

В 2018 году в продаже появилась новая версия автономной сабаки-робота, первые модели которой были выпущены еще около 20 лет назад. Внешность собаки стала более дружелюбной, также были улучшены функция распознавания голоса и возможность обучаться у своих хозяев. Кроме того, у Aibo есть программное обеспечение, имитирующее поведение щенка: со временем оно становится более сложным. Способы ситуативного поведения робота частично заложены в нем изначально, а частично приобретаются самообучающейся Aibo благодаря взаимодействию его с владельцами. Поэтому этот социальный робот подходит для обучения детей новым навыкам через игру, а также как развлечение и домашнего любимца для пожилых людей и людей с ограниченной подвижностью.