Tam, kad robotai būtų kuo panašesni į žmogų ir sugebėtų kuo tiksliau atlikti tam tikras užduotis, pirmiausia jie turėtų būti minkštesni ir saugesni. Harvardo universiteto chemijos profesoriaus George Whitesides vadovaujama komanda sukūrė naujus aktuatorius, kurių veikimo principas yra pagrįstas į skeleto raumenų darbą panašių judesių generavimu, naudojant vakuumo sukurtą jėgą.
Kaip ir tikri raumenys, naujieji aktuatoriai yra minkšti, sugeriantys smūgius, nekeliantys pavojaus aplinkai, su jais dirbantiems žmonėms bei patiems naujos kartos robotams, kurie bus aprūpinti šiomis sistemomis.
Whitesides teigė, jog jų sukurtas aktuatorius atitinka žmogaus žasto dvigalvį raumenį. „Yra sukurta ir kitų aktuatorių, bet, vertinant atsako į dirginimą laiką bei efektyvumą, šis yra panašiausias į raumenį“, – sakė profesorius.
Whitesido komanda sukūrė neeilinį šio prietaiso mechanizmą, panaudodami vakuumą, tam kad galėtų sumažinti aktuatoriaus dydį ir priverstų jį lankstytis. Kol eiliniai inžinieriai nusiteikę skeptiškai teigia, jog prietaiso gebėjimas susilenkti yra susijęs su mechaniniu nestabilumu ir neišvengiamu fiasko, mokslininkų komanda yra susitelkusi šį „nestabilumą“ paversti į nuo vakuumo priklausomą raumenį imituojantį pneumatinį mechanizmą (angl. VAMP‘s – vacuum-actuated muscle-inspired pneumatic structures).
Naujasis aktuatorius yra sudarytas iš minkštų guminių, arba kitaip, iš elastomerinių sijų, kurios turi daugybę smulkių, tuščiavidurių kamerų, primenančių korį. Šios ertmės yra pripildytos oru.
„Būtent tokia minkšta elastomerinė VAMP‘s struktūra galėtų kur kas palengvinti robotų automatizavimą, o tokie robotai galėtų pagelbėti žmonėms, dirbantiems pramonės paslaugų srityje“, – teigė pirmasis šio išradimo autorius Dian Yang.
Nors visa kontrolės sistema dar nebuvo pritaikyta VAMP‘s, tikimasi, jog šio tipo aktuatorių valdymas nesudėtingas dėl savo paprastumo: guminėse, tuščiavidurėse oro kamerose sukuriant vakuumą, VAMP‘s susitrauks. Šis naujasis išradimas galėtų būti naudojamas tiek kaip tam tikros sistemos dalis, tiek kaip autonomiškas prietaisas. Be to, VAMP‘s yra sukurti taip, kad išvengtų gedimo – kūrėjai pademonstravo, jog netgi su 2 mm skersmens defektu VAMP‘s vis tiek toliau sėkmingai veiks. Net ir esant didesniems defektams, jei prietaisas nefunkcionuos, tai nesukels pavojaus aplinkiniams.
„Jis negali sprogti, taigi jis yra visiškai saugus“, – teigė Whitesides.
Kiti aktuatoriai, kurių veikimas paremtas elektrine veikla ar degimu, gali kelti pavojų žmonėms ir aplinkai. Tuo tarpu, išnykus vakuuminiam slėgiui VAMP‘s įrenginyje, jis paprasčiausiai sulėtina aktuatoriaus judesių greitį.
Su šiuo projektu dirbanti komanda mano, jog VAMP‘s principu sukurti robotai galėtų būti naudojami teikti pagalbą neįgaliems bei pagyvenusiems žmonėms, pavyzdžiui, patiekti maistą, pristatyti prekes ir atlikti kitas užduotis susijusias su aptarnavimo paslaugomis. Be to, „minkštieji“ robotai galėtų užtikrinti pramoninės gamybos saugumą, spartumą bei palengvintų kokybės kontrolės valdymą, suteikiant už šią sritį atsakingam žmogui galimybę dirbti vienoje darbo vietoje.
„Šis „save-gydantis“, anatomijos, fiziologijos žiniomis pagrįstas naujasis aktuatorius turėtų leisti tyrėjams žengti dar vieną didelį žingsnį link viso „minkšto“ roboto sukūrimo. O visa tai suteiktų galimybę šį išradimą pritaikyti netgi medicinoje bei kitose srityse“, – teigė Harvardo Medicinos mokyklos profesorius Donald Ingber.
