Исследователи представили революционную роботизированную руку, способную ходить на кончиках пальцев, сгибать пальцы назад и манипулировать объектами способами, которые ранее были невозможны для традиционных конструкций, вдохновленных человеческой анатомией. Эта разработка, опубликованная 20 января в журнале Nature Communications, бросает вызов общепринятым представлениям в робототехнике, отдавая приоритет функциональности, а не анатомическому подражанию.
Отход от Человеческой Формы
На протяжении многих лет робототехника в значительной степени была сосредоточена на воссоздании человеческих движений рук. Этот новый дизайн, возглавляемый Одом Бийяр в Федеральном политехническом институте Лозанны в Швейцарии, намеренно отклоняется от этого пути. Бийяр объясняет: «Это позволяет людям мыслить нестандартно, переосмыслить, что значит иметь руку или палец.» Ключ заключается в использовании генетического алгоритма — инструмента машинного обучения — для моделирования и оптимизации конструкций, которые отдают приоритет ловкости и адаптивности.
Как это работает: генетические алгоритмы и оптимизированный дизайн
Команда использовала генетический алгоритм для тестирования бесчисленных вариантов конструкции, моделируя, как различные роботизированные характеристики будут работать в реальных сценариях. Этот процесс дал проекты для пяти- и шестипалых рук, способных ползать, захватывать и переносить предметы. Полученные конструкции были затем физически построены и протестированы.
Необычные Возможности
Роботизированная рука не просто хватается; она адаптируется. В отличие от человеческих рук, её пальцы легко сгибаются назад, позволяя удерживать предметы к ладони с обеих сторон. Это позволяет выполнять такие задачи, как откручивание крышки от бутылки, одновременно стабилизируя контейнер – с чем человеческой руке было бы трудно справиться.
Ходьба на Пальцах: Новый Уровень Мобильности
Пожалуй, самым удивительным является то, что роботизированная рука может отсоединиться от механической руки и ходить на четырех или пяти пальцах, используя остальные пальцы для захвата и переноски предметов. В демонстрациях рука быстро перемещалась по поверхности, поднимала деревянный блок одним пальцем и возвращала его к руке. Эта возможность делает её уникально подходящей для навигации в замкнутых пространствах и извлечения предметов, до которых человеческие руки не могут дотянуться.
Последствия для Будущего Робототехники
Матей Чокарли, инженер-механик из Колумбийского университета, не участвовавший в исследовании, называет это «прекрасным примером того, чего можно достичь, если подойти к проектированию роботов, не обремененным всеми ограничениями человеческого фактора.» Это исследование предполагает, что будущее робототехники может заключаться не в идеальном подражании, а в переосмыслении того, чем может быть рука. Способность отделиться от традиционных дизайнерских ограничений открывает возможности для роботов, работающих в экстремальных условиях, выполняющих деликатные задачи или сотрудничающих с людьми совершенно новыми способами.
Этот инновационный подход обещает расширить сферу применения робототехники, перейдя от воспроизведения к истинным функциональным инновациям.
