10 потрясающих технологий в области робототехники

on

В статье описаны 10 технологий и разработок в области робототехники: от оригинальных исследований, которые могут значительно повлиять на будущее робототехники, до готовых коммерческих продуктов, которые найдут применения в фундаментальной науке и будут стимулировать промышленные и медицинские технологии.

Робот Boston Dynamics’ Atlas, который выполняет элементы паркура

Робот Boston Dynamics’ Atlas
Робот Boston Dynamics’ Atlas

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.

Интуитивно хирургическая платформа da Vinci SP.

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.

хирургическая платформа da Vinci SP
хирургическая платформа da Vinci SP

Мягкий робот, передвигающийся, благодаря увеличению своей длины.

Мягкий робот
Мягкий робот

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.


3D-печатные жидкокристаллические эластомеры для мягкой робототехники.

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.

3D-печатные жидкокристаллические эластомеры
3D-печатные жидкокристаллические
эластомеры


Подобные мышцам приводы с гидравлическим усилением

приводы с гидравлическим усилением
приводы с гидравлическим усилением

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.


Самоорганизующийся наноробот из ДНК.

«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.

Самоорганизующийся наноробот из ДНК
Самоорганизующийся наноробот из ДНК


Маневренный бионический робот DelFly Nimble.

робот DelFly Nimble
робот DelFly Nimble

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.

Легкий и удобный роботизированный экзокостюм

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.

роботизированный экзокостюм
роботизированный экзокостюм


Универсальные роботы-манипуляторы Universal Robots e-Series Cobots.

роботы-манипуляторы  Universal Robots e-Series Cobots
роботы-манипуляторы
Universal Robots e-Series Cobots

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.

Собака-робот Sony’s aibo

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.

Собака-робот Sony’s aibo
Собака-робот Sony’s aibo