Robo-Insight #5 – Robohubas

Sveiki atvykę į 5-ąjį Robo-Insight leidimą – robotikos naujienų atnaujinimą! Šiame įraše džiaugiamės galėdami pasidalinti daugybe naujų pasiekimų šioje srityje ir pabrėžti robotų pažangą tokiose srityse kaip žmogaus ir roboto sąveika, judrus judėjimas, patobulinti mokymo metodai, minkštoji robotika, smegenų chirurgija, medicininė navigacija ir ekologiniai tyrimai.

Nauji žmogaus ir roboto sąveikos įrankiai

Žmogaus ir roboto sąveikos srityje mokslininkai iš visos Europos sukūrė naują įrankį, pavadintą HEUROBOX, skirtą sąveikai įvertinti. HEUROBOX siūlo 84 pagrindines ir 228 pažangias euristikas, skirtas įvertinti įvairius žmogaus ir roboto sąveikos aspektus, tokius kaip sauga, ergonomika, funkcionalumas ir sąsajos. Jame didelis dėmesys skiriamas į žmogų orientuotam dizainui, sprendžiant esminį technologijų ir žmogiškųjų veiksnių ryšį. Šiuo įrankiu siekiama palengvinti sklandų žmonių ir robotų bendradarbiavimą pramoninėse aplinkose užtikrinant, kad robotai atitiktų žmogaus galimybes ir poreikius, pabrėžiant produktyvumą ir gerovę.

Naujo žmogaus ir roboto sąveikos (HRI) euristikos vertinimo metodo kūrimo metodas. Šaltinis.

Naujovės, skirtos pagerinti judrios robotikos valdymą

Perkeldami dėmesį į judrius robotus, Džedziango universiteto mokslininkai sukūrė kabeliu varomą gyvatę panašų robotą, skirtą efektyviam judėjimui uždarose erdvėse. Šis robotas naudoja jėgos keitiklius ir kampo jutiklius, kad pasiektų tikslų dviejų kilpų valdymą. Sujungdama pozos grįžtamąjį ryšį iš kampo jutiklių ir jėgos grįžtamąjį ryšį iš keitiklių, ši valdymo strategija padidina roboto tikslumą ir užtikrina kabelio jėgą bei standumą, garantuojantį stabilumą ir patikimumą judant. Ši naujovė turi didelį potencialą įvairioms reikmėms, įskaitant minimaliai invazinę chirurgiją, branduolinių atliekų tvarkymą, patikrinimus erdvėje ir paieškos bei gelbėjimo operacijas sudėtingoje aplinkoje. Roboto projektavimo ir valdymo strategija žada pažangą didelio tikslumo robotų sistemose, skirtose inžinerinėms programoms.

ĮSA apžvalga. Šaltinis.

Geresni judrios robotikos mokymo metodai

Ciuricho universiteto mokslininkai, nepaisydami judrios robotikos, pastaruoju metu peržengė šio tipo robotų ribas, sutelkdami dėmesį į pagrindinį juose esančių valdymo sistemų vaidmenį. Jų tyrimas supriešino dvi pagrindines metodikas: modeliu pagrįstą optimalią kontrolę (OC) ir mokymosi pastiprinimą (RL). Keista, kad RL, leidžiantis robotams mokytis bandymų ir klaidų būdu, triumfavo sudėtingame realiame teste: autonominėse dronų lenktynėse. RL ne tik pranoko, bet ir pranoko žmogaus galimybes – judrus dronas pasiekė stulbinantį didžiausią pagreitį, 12 kartų viršijo gravitacinį pagreitį, o maksimalus greitis siekė 108 kilometrus per valandą. Šie rezultatai nušviečia daug žadančią judrios robotikos ateitį, kai į mokymąsi orientuoti metodai, tokie kaip RL, atveria kelią efektyvesniam valdymui ir našumas įvairiose programose.

Vaizdinė progresija rodo, kad greitai lenktyninis dronas laikui bėgant valdomas pagal RL strategiją. Šaltinis.

Nauji stiprūs ir kieti minkšti robotai

Pakeitę savo dėmesį į minkštosios robotikos pasaulį, neseniai mokslininkai iš Kangwon nacionalinio universiteto pristatė minkštą griebtuvą robotą, galintį keisti savo standumą, sprendžiant pagrindinį iššūkį minkštosios robotikos srityje. Skirtingai nuo sudėtingų konstrukcijų, šio griebtuvo standumo kitimas pasiekiamas naudojant paprastą mechanizmą, apimantį pneumatinį valdymą ir sausgysles, kurias valdo žingsniniai varikliai. Ši naujovė leidžia griebtuvui prisitaikyti prie įvairių formų, dydžių ir svorio objektų, išplečiant jo pritaikymo galimybes. Tyrimas rodo, kad šis griebtuvas gali padidinti savo standumą iki 145% ir atlaikyti iki 2,075 kg svorį. Minkštoji robotika, įkvėpta natūralių organizmų, yra perspektyvi sveikatos priežiūros, gamybos, tyrinėjimų ir kitose srityse, o šie tyrimai prisideda prie jos pažangos.

Griebtuvo mechanizmo CAD dizainas. Šaltinis.

Patobulinti smegenų chirurgijos robotai

Sutelkdami dėmesį į medicinos robotikos pasaulį, Harvardo medicinos mokyklos mokslininkai sukūrė robotų įrenginį, kuris pagerina neurochirurgiją, padarydamas ją mažiau invazinę. Komanda pristatė naują dviejų rankų vairasvirte valdomą endoskopinį robotą, sukurtą imituoti atviros chirurgijos miklumą, bet su mažesniais pjūviais. Ši naujovė buvo išbandyta atliekant smegenų auglio rezekciją, paprastai invazinę procedūrą. Palyginti su įprastais rankiniais endoskopiniais įrankiais, robotas suteikė didesnę prieigą prie chirurginės vietos, leido atlikti dvirankines užduotis be smegenų audinio suspaudimo ir dažnai greičiau atlikti užduotis. Šie atradimai atveria duris galimai tradiciškai atvirų smegenų operacijų transformacijai į mažiau invazines endoskopines procedūras.

Įvairaus standumo laipsnio robotai. Šaltinis.

Pažangi robotikos adata

Lygiai taip pat, kaip ir medicinos robotikos pažanga, mokslininkų komanda, vadovaujama profesoriaus Rono Alterovitzo iš Šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill mieste, sukūrė autonominę robotinę adatą, skirtą naršyti per sudėtingą plaučių audinį, išvengiant kliūčių ir svarbių plaučių struktūrų. Adata naudoja dirbtinį intelektą ir kompiuterinį regėjimą, kad galėtų savarankiškai keliauti per gyvus audinius, todėl ji gali būti vertinga priemonė tikslioms medicininėms procedūroms, tokioms kaip biopsija ir tikslinis vaistų pristatymas. Ši plėtra yra reikšmingas žingsnis medicinos robotikos srityje, užtikrinantis didesnį tikslumą ir saugumą atliekant minimaliai invazines procedūras. Tyrėjai planuoja toliau tobulinti technologiją ir ištirti papildomus medicinos pritaikymus.

Robotinė adata, išlindusi iš bronchoskopo. Šaltinis.

Robotai galėtų bitė raktas į ekologinius tyrimus

Galiausiai, ekologijos srityje Durhamo universiteto robotikos mokslininkai bendradarbiauja su įvairių disciplinų ekspertais, kad ištirtų, kaip gyvūnai prisitaiko prie ekologinių iššūkių, siekdami sušvelninti pasaulinės biologinės įvairovės nykimą. RoboRoyale projektui vadovaujantis daktaras Farshad Arvin derina miniatiūrinę robotiką, dirbtinį intelektą ir mašininį mokymąsi kurdamas robotas bites. Šios robotiškos bitės sukurtos sąveikauti su bičių motinėlėmis, padidindamos jų kiaušinėlių dėjimą ir feromonų gamybą, o tai turi įtakos avilio elgesiui. Šis unikalus projektas skirtas tik bičių motinėlėms, naudojant kelių robotų sistemą, kuri laikui bėgant išmoksta optimizuoti jų gerovę. Tuo pačiu metu MammalWeb projektas renka kamerų gaudyklių vaizdus, ​​​​kad galėtų stebėti JK žinduolių įpročius ir elgesį, sprendžiant klimato kaitos ir žmogaus veiklos poveikį biologinei įvairovei. Šios iniciatyvos yra novatoriškas robotikos bendruomenės indėlis į ekologinius tyrimus.

Robotų kūrimo įrenginys. Šaltinis.

Nuolatinė įvairių sektorių raida pabrėžia pritaikomą ir nuosekliai tobulėjančią robotikos technologijų prigimtį, atskleidžiančią naujas galimybes jas integruoti į įvairias pramonės šakas. Laipsniškas robotikos srities augimas atspindi nuolatinį atsidavimą ir leidžia suprasti galimas šių pokyčių pasekmes ateičiai.

Šaltiniai:

1. Apraiz, A., Mulet Alberola, JA, Lasa, G., Mazmela, M. ir Nguyen, HN (2023, rugpjūčio 16 d.). Naujo euristikos rinkinio, skirto žmogaus ir roboto sąveikai pramoninėse aplinkose įvertinti: Euristikos robotų patirtis (HEUROBOX) kūrimas. Sienos.
2. Xu, X., Wang, C., Xie, H., Wang, C. ir Yang, H. (2023, rugsėjo 4 d.). Dviejų kilpų valdymas kabeliu varomų į gyvates panašių robotų. MDPI.
3. Song, Y., Romero, A., Matthias Müller, Koltun, V. ir Davide Scaramuzza. (2023). Autonominių lenktynių ribos pasiekimas: optimalus valdymas, palyginti su mokymu. Mokslo robotika, 8(82).
4. Mawah, SC ir Park, Y.-J. (2023 m. rugsėjo 11 d.). Sausgyslėmis varomas kintamo standumo pneumatinis minkštas griebtuvas robotas. MDPI.
5. Price, K., Peine, J., Mencattelli, M., Yash Chitalia, Pu, D., Looi, T., Stone, S., Drake, JM ir Dupont, PE (2023). Naudojant robotus, kad neurochirurgo rankos būtų nukreiptos į endoskopo galiuką. Mokslo robotika, 8(82).
6. Autonominis medicinos robotas sėkmingai nukreipia adatas per gyvąjį audinį. (nd). Informatika. Gauta 2023 m. rugsėjo 23 d
7. Universitetas, D. (nd). Kompiuterių mokslo tyrimai, skirti sukurti bites robotus ir stebėti žinduolius – Durhamo universitetas. Www.durham.ac.uk. Gauta 2023 m. rugsėjo 23 d