Was wäre, wenn es eine Art flexibles, dehnbares Material gäbe, das Sie um nahezu jedes beliebige Objekt wickeln und in einen Roboter verwandeln könnten? Es klingt wie ein Gerät, das einem Superhelden gehören könnte, aber ein Forscherteam hat genau das entwickelt.
Sie nennen es OmniSkins, in einem heute in Science Robotics veröffentlichten Artikel. Es besteht aus einer Kombination aus elastischen Materialien (oder Stoff in einer Version), die mit Sensoren und Aktoren eingebettet sind. Wenn sie an einem unbelebten Objekt haften, um dieses gewickelt oder geschichtet sind, kann sich dieses nahezu beliebig bewegen. Das Team, angeführt von der Robotikerin Rebecca Kramer-Bottiglio von der Yale University, war in der Lage, die sogenannten Skins auf eine breite Palette von Materialien aufzubringen, von Schaum-Poolnudeln über T-Shirts bis hin zu Ikosaedern oder geometrischen Figuren mit 20 dreieckigen Flächen.
"Die rekonfigurierbare und umprogrammierbare Natur der weichen Roboterhäute ist sehr cool", sagt Conor Walsh, ein Roboter von der Harvard University, der nicht an der Studie beteiligt war. „Die Idee, dass wir ein weiches und flexibles Blatt haben, es um jede Oberfläche wickeln, lernen lassen, woran es befestigt ist, und es dann auf eine gewünschte Weise zu bewegen, birgt viel Potenzial.“
Kramer-Bottiglio kam die Idee zu OmniSkins, als sie an einer Aufforderung der NASA arbeitete, weiche Robotik zu entwickeln, die im Weltraum nützlich sein könnte. Wenn Sie Roboter in den Weltraum schicken, müssen Sie versuchen, sie so klein und leicht wie möglich zu machen, was Kramer-Bottiglio zu der Überlegung brachte, was wäre, wenn wir die Anzahl der Roboter insgesamt reduzieren und stattdessen nur ein paar Roboter senden könnten, die neu konfiguriert werden könnten verschiedene aufgaben erledigen? Zu diesem Zeitpunkt überlegte sie, leichte Roboterhäute zu entwickeln, die während des Transports flach gelagert und immer wieder für andere Zwecke verwendet werden können.
„Sie können auf verschiedene Host-Objekte angewendet, von diesen entfernt und zwischen diesen übertragen werden, sodass wir immer wieder dieselbe Hardware verwenden können, um viele verschiedene Konfigurationen mit vielen verschiedenen Funktionen zu generieren“, betont Kramer-Bottiglio. „Die Roboterhäute sind wie Legos modular aufgebaut. Sie können in verschiedenen Mustern kombiniert, getrennt und wieder kombiniert werden. “
Die größte Einschränkung besteht darin, dass sie an einem Objekt befestigt werden sollten, das flexibel ist. „Wenn Sie die Roboterhäute um einen zu steifen Gegenstand wickeln, bewegt sich nichts. Wir empfehlen Benutzern, einfach verschiedene Kombinationen auszuprobieren und zu sehen, was passiert ", sagt sie.
Das Team hat die Skins an mehreren Objekten auf Größe getestet. In einem Entwurf wickelten sie einen kleinen Schaumzylinder ein, der sich wie ein Zollwurm bewegte, und fügten am Ende eine Kamera hinzu. In einem anderen programmierten sie den Inchworm so, dass er Licht wahrnimmt und darauf zukriecht. "Das ist der wahre Geist dieser Arbeit", sagt sie. "Design on the fly."
OmniSkins besteht aus einer Kombination elastischer Materialien, die in Sensoren und Aktoren eingebettet sind. (Yale Universität) „Zusätzliche Hardware wie Umgebungssensoren und Kameras können problemlos hinzugefügt werden“, sagt Kramer-Bottiglio. "Zukünftige Astronauten, die einen anderen Planeten erforschen, könnten schnell einen Roboter bauen, indem sie die Roboterhäute verwenden, die um die verformbaren Materialien gewickelt sind, auf die sie Zugriff haben, und eine Kamera darauf kleben und den Roboter dann zur Erkundung kleiner oder gefährlicher Räume einsetzen."
So etwas wie das OmniSkin-Ikosaeder könnte auch im Weltraum Anwendung finden. Zum einen ist es sehr einfach, schnell zu konstruieren. Das neue Gerät des Teams wurde von einem Roboterlander inspiriert, den die NASA bereits als Super Ball Bot bezeichnet. Dieser besteht aus einer so genannten Tensegrity-Struktur oder einer dreidimensionalen Form von Stäben und Kabeln, die Stöße und Druck absorbieren können. In dieser Übung haben sie jede der 20 Seiten mit dreieckigen Skins versehen, sodass ein zuvor unbelebtes geometrisches Objekt herumrollen konnte.
Die Anwendungen im All sind unzählig, aber die Forscher hatten Spaß daran, andere Anwendungen zu erforschen. Sie klebten sechs Dreiecke auf die Rückseite des T-Shirts und programmierten es, um den Benutzer zu stupsen, wenn er eine schlechte Haltung zeigte. Sie befestigten auch drei Schaumstoffarme aneinander und ließen sie sich wie eines dieser Arcade-Klauen-Maschinenspiele bewegen - ihre greifen das Objekt tatsächlich und holen es natürlich wieder heraus. In einer der Demonstrationen, die das Team verwendet, um Menschen mit OmniSkins bekannt zu machen, wickeln sie eine Haut um jedes der vier Beine eines Stofftierpferdes - eine Art Hose - und lassen es laufen.
„Ich bin sehr gespannt, was andere mit Roboterhäuten machen werden“, sagt Kramer-Bottiglio. "Die Möglichkeiten sind endlos."
