Żvilupp innovattiv fir-robotika ħareġ minn riċerka kollaborattiva minn xjenzati fil-UC Santa Barbara u Tu Dresden, li inġinerija swarm ta 'robots programmabbli li kapaċi jirranġaw u jadattaw f'ħin reali billi jemulaw proċessi bijoloġiċi osservati fiċ-ċelloli ħajjin. Ispirati mill-adattabilità mekkanika tat-tessuti tal-embrijoni, it-tranżizzjonijiet kollettivi robotiċi bejn stati simili għall-fluwidi u dawk solidi, li jippermettu kompiti bħal ma jkollhom tagħbijiet tqal, awto-riparing, u tibdil mill-ġdid fuq id-domanda.
Prinċipji tad-disinn ispirati bijo
It-tim ġibed paralleli bejn is-sistema robotika tagħhom u l-imġieba dinamika taċ-ċelloli waqt l-iżvilupp tal-embrijoni. Fl-embrijuni ħajjin, it-tessuti jiksbu kumplessità strutturali permezz ta 'movimenti ċellulari kkoordinati mmexxija minn tliet mekkaniżmi ewlenin:
Fluwidizzazzjoni: Iċ-ċelloli temporanjament "flussi" jgħaddu lil xulxin biex jerġgħu jorganizzaw qabel l-istabbilizzazzjoni f'konfigurazzjonijiet solidi.
Polarizzazzjoni: Iċ-ċelloli jallinjaw b'mod direzzjonali biex jiġġeneraw forzi kollettivi.
Adeżjoni: Iċ-ċelloli jżommu konnessjonijiet anke waqt l-arranġament mill-ġdid, u jiżguraw l-integrità strutturali.
Arkitettura ta 'Swarm Robotiku
Kull robot b'forma ta 'diska (dijametru ta' 5 cm) jopera b'mod awtonomu permezz ta 'batterija abbord tal-jone tal-litju, li tipprovdi 30 minuta ta' funzjonalità mhux tajba. L-irkaptu periferali jippermettu lokomozzjoni, filwaqt li l-kalamiti li jistgħu jduru jippermettu adeżjoni temporanja bejn unitajiet. Senser tad-dawl polarizzat fuq kull robot jiskopri cues direzzjonali, jittraduċi l-intensità tad-dawl f'parametri tal-moviment:
Direzzjoni: Determinat skont l-angolu tal-polarizzazzjoni tad-dawl.
Forza: Proporzjonali għall-intensità tad-dawl, li jiddettaw il-veloċità tar-rotazzjoni tal-irkaptu.
Sistema ta 'kontroll intelliġenti
Ir-riċerkaturi implimentaw qafas ibbażat fuq ir-regoli biex orkestra l-imġieba ta 'l-iswarm mingħajr ma jipprogrammaw forom jew mozzjonijiet speċifiċi. Billi timmodula sinjali tad-dawl, il-kollettiv alternat bejn riorganizzazzjoni tal-fluwidu u stabbilizzazzjoni solida. Dimostrazzjonijiet ewlenin inklużi:
Bridging strutturali: Żewġ sottogruppi ngħaqdu biex jiffurmaw pont li jġorr it-tagħbija li jappoġġja 5 kg.
Pjattaformi ta 'kapaċità għolja: Konfigurazzjonijiet sostnuti piżijiet sa 70 kg (skala umana).
Forma morphing: Li joħorġu madwar ostakli biex jiġbru għodda (eż., Forom simili għall-wrench).
Awto-tiswija: Korrezzjoni awtonoma ta 'difetti strutturali.
Effiċjenza u skalabbiltà
Modulazzjoni tad-dawl dinamiku (sinjali li jdaħħlu vs stabbli) mtejba fl-effiċjenza fl-enerġija waqt it-transizzjonijiet tal-istat. Id-disinn modulari tas-sistema jissuġġerixxi skalabbiltà, b'applikazzjonijiet potenzjali fl-infrastruttura ta 'tfittxija u salvataġġ, adattattivi, u manifattura li tista' tiġi kkonfigurata.
Ippubblikat f 'Xjenzataħt it-titlu"Kollettivi robotiċi simili għall-materjal b'kontroll spazjotemporali ta 'saħħa u forma,"Din ir-riċerka tgħaqqad ir-robotika u x-xjenza tal-materjali, li toffri bidla fil-paradigma fit-tfassil ta 'sistemi adattivi li jirriflettu l-intelliġenza ta' organiżmi bijoloġiċi.