Dauden robotika sistema askok naturan inspiratzen dute, prozesu biologikoak, egitura naturalak edo animalien jokabideak artifizialki erreproduzituz helburu zehatzak lortzeko. Hau da, animaliak eta landareak berez hornituta daudelako dagozkien ingurunean bizirik irauten laguntzen dieten gaitasunez, eta, beraz, roboten errendimendua ere hobetu dezakete laborategiko ezarpenetatik kanpo.
"Robot-beso bigunak manipulatzaile robotikoen belaunaldi berri bat dira, eta 'hezurrik gabeko' organismoek erakusten dituzten manipulazio-gaitasun aurreratuetan inspiratuta daude, hala nola, olagarro-garroak, elefante-enborrak, landareak, etab.", Enrico Donatok, egin zuen ikertzaileetako bat. azterketari, esan zion Tech Xploreri. "Printzipio hauek ingeniaritza soluzioetara itzultzeak material arin malguz osaturiko sistemak sortzen ditu, deformazio elastiko leuna jasan dezaketen mugimendu egoki eta trebea sortzeko. Ezaugarri desiragarri horiek direla eta, sistema hauek gainazaletara egokitzen dira eta sendotasun fisikoa eta gizakientzat seguru funtzionatzen dute kostu baxuan.
Robot-beso bigunak mundu errealeko arazo ugaritan aplika daitezkeen arren, bereziki erabilgarriak izan litezke robot zurrunentzat eskuraezinak izan daitezkeen tokietara iristea dakarten zereginak automatizatzeko. Ikerketa talde asko azkenaldian beso malgu horiei zeregin horiei modu eraginkorrean aurre egiteko aukera emango dieten kontrolagailuak garatzen saiatzen ari dira.
"Oro har, kontrolagailu horien funtzionamendua robotaren bi espazio operatiboen arteko baliozko mapak sor ditzaketen formulazio konputazionaletan oinarritzen da, hau da, zeregin-espazioa eta eragingailu-espazioa", azaldu du Donatok. "Dena den, kontrolagailu hauen funtzionamendu egokia, oro har, ikusmen-feedbackean oinarritzen da, eta horrek laborategiko inguruneetan baliozkotasuna mugatzen du, sistema horien hedagarritasuna ingurune natural eta dinamikoetan mugatuz. Artikulu hau konpondu gabeko muga hori gainditzeko eta sistema horien irismena egituratu gabeko inguruneetara zabaltzeko lehen saiakera da.
"Landareak ez direla mugitzen ez diren uste oker arruntaren aurka, landareak aktiboki eta nahita mugitzen dira puntu batetik bestera hazkuntzan oinarritutako mugimendu-estrategiak erabiliz", esan zuen Donatok. “Estrategia hauek hain dira eraginkorrak, non landareek planetako ia habitat guztiak koloniza ditzakete, animalien erreinuan falta den gaitasuna. Interesgarria da, animaliak ez bezala, landareen mugimenduaren estrategiak ez dira nerbio-sistema zentral batetik sortzen, baizik eta konputazio-mekanismo deszentralizatuen forma sofistikatuengatik sortzen dira.
Ikertzaileen kontrolagailuaren funtzionamenduan oinarritzen den kontrol-estrategia landareen mugimenduen oinarrian dauden mekanismo deszentralizatu sofistikatuak errepikatzen saiatzen da. Taldeak portaeran oinarritutako adimen artifizialeko tresnak erabili zituen bereziki, behetik gorako egitura batean konbinatutako konputazio-agente deszentralizatuz osatuta.
"Gure bio-inspiratutako kontrolagailuaren berritasuna bere sinpletasunean datza, non robot bigunaren besoaren oinarrizko funtzionaltasun mekanikoak ustiatzen ditugun iristeko portaera orokorra sortzeko", esan zuen Donatok. "Zehazki, robot bigunaren besoa modulu bigunen antolamendu erredundante batek osatzen du, eta horietako bakoitza erradialki antolatutako eragingailuen hirukote baten bidez aktibatzen da. Jakina da halako konfigurazio baterako sistemak sei tolestura noranzko nagusi sor ditzakeela».
Taldeko kontrolagailuaren funtzionamenduan oinarritzen diren informatika-agenteek eragingailuaren konfigurazioaren anplitudea eta denboraz baliatzen dira bi landare-mugimendu mota ezberdin erreproduzitzeko, zirkunnutazio eta fototropismo gisa ezagutzen direnak. Zirkunnutazioak landareetan normalean ikusten diren oszilazioa dira, eta fototropismoa, berriz, landare baten adarrak edo hostoak argira hurbiltzen dituzten norabide-mugimenduak dira.
Donatok eta bere lankideek sortutako kontrolagailuak bi jokabide hauen artean alda ditzake, bi fasetan banatutako beso robotikoen kontrol sekuentziala lortuz. Etapa horietako lehenengoa esplorazio fasea da, non besoak beren ingurua arakatzen duten, bigarrena, berriz, iristeko fasea, non nahi den leku edo objektu batera iristeko mugitzen diren.
"Agian, lan zehatz honetatik ateratako garrantzitsuena hauxe da lehen aldia dela robot-beso bigun erredundanteak laborategiko ingurunetik kanpoko gaitasunak lortzeko gaitzen direla, kontrol-esparru oso sinple batekin", esan zuen Donatok. "Gainera, kontrolagailua edozein softetarako aplikagarria darobotabesoak aktuazio antolamendu antzeko bat eskaintzen zuen. Hau robot jarraituetan eta bigunetan txertatutako sentsoreen eta kontrol banatuaren estrategiak erabiltzeko urratsa da”.
Orain arte, ikertzaileek euren kontrolagailua proba batzuetan probatu zuten, 9 askatasun graduko (9-DoF) beso robotiko modular, arin eta bigun bat erabiliz. Haien emaitzak oso itxaropentsuak izan ziren, kontrolagailuak besoari bere ingurua arakatzeko eta xede-kokapen batera iristeko aukera eman baitzion iraganean proposatutako beste kontrol-estrategiek baino eraginkorrago.
Etorkizunean, kontrolagailu berria beste beso robotiko bigun batzuei aplikatu ahal izango zaie eta laborategiko zein mundu errealeko ezarpenetan probatu ahal izango da, ingurumen-aldaketa dinamikoei aurre egiteko duen gaitasuna gehiago ebaluatzeko. Bien bitartean, Donato eta bere lankideek euren kontrol estrategia gehiago garatzeko asmoa dute, beso robotikoen mugimendu eta jokabide gehigarriak sor ditzan.
"Gaur egun kontrolagailuaren gaitasunak hobetzea bilatzen ari gara jokabide konplexuagoak ahalbidetzeko, hala nola helburuaren jarraipena, beso osoko bikoizketa, etab., sistema horiek ingurune naturalean denbora luzez funtziona dezaten", gehitu du Donatok.
Argitalpenaren ordua: 2023-06-06