Мягкие надувные пальцы: как робот учится собирать хрупкие фрукты

Вы слегка сжимаете авокадо в магазине и понимаете — готово. Мягкий робот делает то же самое, собирая урожай. Вот только до сих пор ему для этого требовались крошечные сенсоры на каждом «пальце». Шибо Цзоу и Бас Овервелде из группы Soft Robotic Matter в AMOLF нашли способ обойтись без них. Их метод позволяет мягкому роботу чувствовать окружение, используя лишь воздух и давление. И что самое приятное — эту технологию можно применить к множеству уже существующих роботов.

Чувствительность без сенсоров: как это работает?

«Может ли робот что-то чувствовать без датчиков? Да, и мы знаем как», — уверенно заявляет Бас Овервелде. Вместе с коллегами из Технологического университета Эйндховена они создали систему, которая измеряет взаимодействие мягких пальцев робота с миром.

Пальцы робота — это, по сути, воздушные шарики. Когда они что-то обхватывают, они слегка надуваются. Если на пути возникает сопротивление, надуть их становится сложнее — прямо как шарик, который вы пытаетесь надуть, одновременно сжимая его. Дополнительное усилие, которое для этого нужно, можно измерить. И вот вам — датчики больше не нужны!

Цзоу объясняет ещё проще: «Мы используем один воздушный шар — нашу измерительную систему — чтобы надуть другие, пальцы робота, пока они что-то держат. Воздух перетекает из одного шара в другой, а мы просто следим за давлением. Это рассказывает нам всё об объекте в захвате. И робот решает, что делать дальше».

Один из прототипов уже умеет собирать помидоры. Четыре мягких пальца обхватывают плод, а затем аккуратно срывают его лёгким поворотом. Измеряя давление во время захвата, система понимает, правильно ли она держит томат. А если помидор перезрел, давление будет ниже — и робот отложит его в сторону. Элегантно, не правда ли?

Не только томаты: медицина и не только

Сбор урожая — лишь одна из возможностей. В сотрудничестве с учёными, включая Эме Сакса из Делфтского технологического университета, команда показала, как эту систему можно использовать в медицине. Например, для управления миниатюрной присоской во время эндоскопии или других щадящих процедур.

«Такая присоска может чувствовать, какую ткань она захватывает, и не повреждать её», — поясняет Сакс. Другие мягкие роботы, вдохновлённые этой идеей, уже учатся определять размер, форму и даже шероховатость объектов. Похоже, будущее робототехники будет не только умным, но и очень чутким.