Indičtí vědci dosáhli průlomu: Flexibilní roboti pracují s chybou pod 1 % i v nejužších prostorech

Výzkumníci z Indického technologického institutu Gandhinagar (IITGN) vyvinuli novou řídicí metodu, která výrazně zjednodušuje pohyb flexibilních robotů.

Výzkumníci z Indického technologického institutu Gandhinagar (IITGN) vyvinuli novou řídicí metodu, která výrazně zjednodušuje pohyb flexibilních robotů. Tato inovace zlepšuje přesnost a snižuje výpočetní zátěž u systémů určených pro chirurgii a práci v omezených prostředích.

Nový přístup se zaměřuje na roboty s kontinuálním pohybem poháněné lanky (TDCRs), což jsou měkké, ohebné stroje schopné ohýbat se a kroutit podobně jako biologické struktury. Tyto roboty jsou mimořádně užitečné v těsných prostorech, například uvnitř lidského těla, ale jejich složitý pohyb je dosud činil obtížně ovladatelnými. Na rozdíl od pevných robotů s fixními klouby mají TDCRs téměř nekonečné možnosti pohybu, což ztěžuje předpovídání a řízení jejich polohy, zejména když se více sekcí vzájemně ovlivňuje. Stávající řešení často vyžadují vysoký výpočetní výkon, což omezuje jejich schopnost fungovat v reálném čase.

Tým představil rámec nazvaný „virtuální akční prostor“ (VAS), který modeluje pohyb robota pomocí pouhých dvou parametrů: směru a velikosti. Tím se snižuje potřeba přímo ovládat každé lanko. „Zatímco pevný robot může mít pevný počet kloubů, které omezují jeho pohyb, TDCR se může ohýbat nebo kroutit nekonečnými způsoby. Situaci dále komplikuje více sekcí robota. Zvýšení počtu sekcí by zvýšilo počet lanek, přičemž tato lanka by ovlivňovala pohyb jednoho druhého,“ uvedl Madhu Vadali. „Tyto aspekty dávají vzniknout únavné a tvrdohlavé hádance, jak vybrat správné lanko pro dosažení požadované polohy nebo tvaru TDCR.“

Díky VAS lze každou sekci robota ovládat nezávisle, čímž se zabrání vzájemnému rušení mezi segmenty. To představuje posun od tradičních systémů, kde pohyb v jedné sekci může neúmyslně ovlivnit ostatní. Pro ověření přístupu vědci sestrojili dvousložkové robotické rameno ovládané šesti motory. Systém pro snímání pohybu sledoval jeho pohyby pomocí LED značek, což umožnilo přesné srovnání mezi požadovanými a skutečnými polohami. Robot měl za úkol dosáhnout několika cílových bodů a sledovat složité dráhy, včetně tvarů jako pětiúhelník, spirála a křivky. V těchto testech systém dosáhl chybovosti menší než jedno procento.

Výsledky také ukázaly, že různé sekce robota mohou pracovat nezávisle. Jedna část se mohla ohýbat, zatímco druhá zůstala nehybná, což zlepšuje kontrolu při úkolech vyžadujících přesnost. Vědci uvádějí, že metodu lze aplikovat na složitější systémy s více sekcemi, což ji činí užitečnou pro chirurgické zákroky, průmyslovou automatizaci a inspekce v omezených prostorech, jako jsou například letecké motory. Studie byla publikována v časopise Robotica.