Оксфорд университетінің ғалымдары электроникасыз, компьютерсіз және моторсыз тек ауа қысымымен жұмыс істейтін жұмсақ роботтарды таныстырды. Жұмсақ роботтардың жаңа буыны күрделі ырғақты қозғалыстар жасап, әрекеттерін автоматты түрде синхрондай алатынын көрсетті. Бұл қазіргі робототехникада денеге енгізілген интеллекті бар бағдарламаланатын жүйелер жасауға қарай жасалған маңызды қадам.
Бағдарламалаусыз физикалық жанасу арқылы роботтарды синхрондау
Жарқырауықтар бір мезетте жыпылықтай бастайтыны сияқты, пневматикалық басқарылатын жұмсақ роботтар да бетпен физикалық жанасу арқылы ортақ ырғаққа түседі. Advanced Materials журналында жарияланған зерттеу роботтарды синхрондау визуал сигналдарсыз немесе бағдарламалық басқарусыз жүретінін көрсетеді. Бұрын тек табиғатта байқалған мұндай эмерджентті мінез-құлық енді робототехника саласында сәтті іске асырылды.
Дереккөз: RADlab зертханасы (Оксфорд университетінің Инженерлік ғылымдар бөлімі).
(YouTube-тегі ашық нұсқасына тікелей сілтеме: https://www.youtube.com/watch?v=zQJm9a0jVLw)
«Иілгіш материалдардан жасалған жұмсақ роботтар тегіс емес жермен қозғалу немесе нәзік нысандармен жұмыс істеу секілді міндеттерге өте қолайлы», — дейді зерттеудің жетекші авторы, Оксфорд университетінің Инженерлік ғылымдар департаментіндегі доктор Мостафа Муса. Негізгі мақсат — денеге енгізілген интеллектті тікелей физикалық құрылымға орналастырып, анағұрлым бейімделгіш автоматтандыру жүйелерін жасау.
Пневматикалық жүйе: жұмсақ роботтардың инновациялық архитектурасы
Команданың басты жетістігі — электрондық схема токты пайдаланатыны сияқты ауа қысымын пайдаланатын жұмсақ роботтарға арналған модульдік компонент әзірлеу. Пневматикалық жүйе әр блокқа үш функцияны бір мезгілде орындауға мүмкіндік береді:
- Іске қосылу ауа қысымы өзгергенде — робототехникадағы жасанды бұлшықет секілді жұмыс істеу
- Сенсорлық жауап беру қысымның өзгеруіне немесе жанасуға — роботтардың синхрондалуын қамтамасыз ету
- Ауа ағынын ауыстыру ҚОСУ/ӨШІРУ күйлері арасында — электроникасыз логика жасау
Конструктор сияқты бірнеше блок негізгі аппараттық архитектураны өзгертпей-ақ әртүрлі жұмсақ роботтарды жасау үшін біріктіріледі. Ғалымдар секіруге, дірілдеуге немесе еңбектеуге қабілетті аяқкиім қорабындай үстелдік прототиптер жасап, қозғалысты автоматтандыру мүмкіндіктерін көрсетті.
Денеге енгізілген интеллект: робототехникадағы жаңа парадигма
Белгілі бір конфигурацияда жұмсақ роботтар тұрақты қысым берілгенде ырғақты қозғалысты өздігінен жасайды. Бірнеше модуль біріктірілгенде олардың синхрондалуы компьютерлік басқарусыз табиғи түрде жүреді. Бұл денеге енгізілген интеллектті дамыту үшін аса маңызды жетістік.
«Шешім қабылдауды жұмсақ роботтардың физикалық құрылымына тікелей енгізу «ойлау» үшін бағдарламалық қамтылым қажет етпейтін бейімделгіш машиналарды жасауға әкелуі мүмкін», — деп түсіндіреді зерттеудің тең авторы, профессор Антонио Форте. «Бұл «миы бар роботтардан» «өзі ми болып табылатын роботтарға» көшу. Денеге енгізілген интеллекті бар жұмсақ роботтар жылдамырақ, тиімдірек және болжап болмайтын ортаға жақсырақ бейімделеді».
Зерттеушілер мүмкіндіктерді еңкейген айналмалы платформа арқылы моншақтарды сұрыптайтын шайқағыш робот және үстелдің шетін анықтап, автоматты түрде тоқтайтын еңбектеуші робот мысалында көрсетті. Екі жағдайда да жұмсақ роботтар үйлестірілген қозғалысты толық механикалық түрде көрсетіп, робототехникадағы пневматикалық жүйенің тиімділігін растады.
Жұмсақ роботтарды синхрондаудың математикалық моделі
Жұмсақ роботтардың синхрондалған мінез-құлқы модульдер қосылып, бетпен жанасқанда ғана байқалады. Ғалымдар механикалық байланыс арқылы роботтардың синхрондалуын түсіндіру үшін Курамото математикалық моделін пайдаланды.
Талдау күрделі үйлестірілген қозғалыс жұмсақ роботтарда тек физикалық дизайнның арқасында пайда болатынын көрсетті. Әр аяқтың қозғалысы ортақ корпус пен тірек реакциясы күштері арқылы басқаларына байқалмай әсер етіп, үйкеліс, қысылу және серпілу арқылы робототехникада кері байланыс ілмегін қалыптастырады. Бұл электрондық контроллерлерсіз денеге енгізілген интеллекттің негізі.
Автоматтандыру перспективалары: жұмсақ роботтардың болашағы
Әзірленген жұмсақ роботтар әзірге үстелдік масштабта болғанымен, жобалау қағидаттары өлшемге тәуелді емес. Жақын болашақта зерттеушілер пневматикалық жүйеге негізделген энергия тиімді автономды локомоторлар жасауды жоспарлап отыр. Бұл энергия шектеулі әрі бейімделгіштік автоматтандыру үшін аса маңызды экстремалды жағдайларда жұмсақ роботтарды кең ауқымда орналастыруға қадам болады.
Оксфорд ғалымдарының әзірлемесі интеллектуалдық жүйелерді құрудың қағидаттық жаңа тәсілін көрсетіп, робототехникадағы елеулі ілгерілеуді білдіреді. Денеге енгізілген интеллекті бар жұмсақ роботтар «ақылдың» физикалық құрылымға қалай ендірілетінін, ал роботтардың синхрондалуына бағдарламалық қамтылымсыз қалай қол жеткізілетінін көрсетеді. Бұл өнеркәсіптік және зерттеу міндеттерін автоматтандыруға жаңа көкжиек ашады.
Сізге мына материалдар да қызық болуы мүмкін:
- Құрылысшы робот: 2025 жылғы құрылыс индустриясының жаңалықтары
- Huawei және DeepSeek-R1-Safe: қауіпсіз жасанды интеллектке технологиялық көзқарас
- 2025 жылғы күн энергиясы: жаңартылатын энергетиканың 10 негізгі инновациясы
Дереккөздер:
- University of Oxford — Researchers develop air-powered robots
- Advanced Materials — Multifunctional Fluidic Units
Ескертпе:
Осы материал ашық дереккөздерде жарияланған ақпарат негізінде дайындалды және тек ақпараттық-анықтамалық сипатқа ие. Берілген мәліметтер ресми қорытынды болып саналмайды әрі заңдық, қаржылық немесе өзге де кәсіби кеңес ретінде қарастырылмайды. Жарияланым жарнамалық сипатта емес. Сауда белгілерін, брендтерді және ұйым атауларын атау тек ақпараттық мақсатта жасалған және оларды ілгерілетуді не мақұлдауды білдірмейді.
FAQ
1. Жұмсақ робот деген не?
Бұл иілгіш әрі икемді материалдардан жасалған, деформацияланып қоршаған ортаға бейімделе алатын роботтандырылған жүйе. Nature журналының дерегінше, қатты материалдардан жасалған дәстүрлі құрылғылардан айырмашылығы, мұндай жүйелер эластомерлерді, полимерлерді және өзге де деформацияланатын материалдарды пайдаланады. Сондықтан олар адамдармен әрекеттесуде қауіпсіздеу әрі болжап болмайтын жағдайларда тиімдірек.
2. Иілгіш роботтардың дәстүрлі қатты роботтардан қандай артықшылықтары бар?
Олардың үш негізгі артықшылығы бар: қатты бөлшектер болмағандықтан адамдармен әрекеттесуде қауіпсіздеу; тегіс емес беттер мен күрделі ортаға бейімделе алады; қатты жүйелер жұмыс істей алмайтын жағдайда, мысалы тар кеңістіктерде немесе нәзік нысандармен жұмыс істегенде, қолданылуы мүмкін. Оксфорд университетінің зерттеуіне сәйкес, мұндай құрылғылар күрделі бағдарламалауды да қажет етпейді, себебі олардың «интеллекті» физикалық құрылымына енгізілген.
3. Флюидтік роботтандырылған жүйелер қай салаларда қолданылуы мүмкін?
Олар медицинада, соның ішінде хирургиялық құралдарда, оңалтуда және протездерде; өнеркәсіпте, соның ішінде нәзік нысандарды өңдеуде және қолжетуі қиын орындарда; зерттеулерде, соның ішінде терең су мен ғарыш ортасын зерттеуде; сондай-ақ энергия ресурстары шектеулі болғанда жоғары бейімделгіштік керек экстремалды жағдайда қолданыс табады. IEEE Robotics дерегінше, тірі организмдермен әрекеттесуді және құрылымы реттелмеген ортада жұмысты қажет ететін бағыттар әсіресе перспективалы.
Мақалаға пікірлер