뱀 같은 로봇

슬롯 게임 연구원 자율적 인 뱀 같은 로봇을 개발하여 검색 및 구속 팀을 지원합니다

국립 과학 재단 (National Science Foundation)에서 40 만 달러의 상을 수상한 팀은 구조대가 갇히고 다친 희생자를 찾도록 도와주기 위해 잔해, 제한된 공간 및 거친 지형을 통해 움직일 수있는 로봇을 만들 것입니다.
2017 년 10 월 18 일

슬롯 사이트 (WPI)의 연구원 팀은 National Science Foundation으로부터 3 년간 40 만 달러의 상을 수상하여 자율적 인 뱀과 같은 로봇을 만들었고, 부서무와 거친 테레인을 통해 더 자연스럽고 쉽게 탐색 할 수 있으며, 이미지와 정보를 검색하고 정보를 보낼 수 있습니다.

“이 프로젝트의 목표는 자율성을 가진 뱀과 같은 로봇을 갖는 것입니다.Jie Fu, 전기 및 컴퓨터 공학 조교수 및 프로젝트의 공동 원칙 조사자. "검색 및 구속 시나리오에서는 인간이 접근 할 수없는 영역에 들어가서 조건과 먼저 구조 해야하는 사람에 대한 중요한 정보를 제공하기 위해 의존 할 수있는 로봇을 원할 것입니다.".

cagdas onal,이 프로젝트의 기계 공학 조교수 및 Fu의 공동-프린 시팔 조사관은 연구에는 3 개의 갈래가 있다고 말했다 : 모빌리티, 낮은 수준의 모션 제어 알고리즘, 임베디드 감각 피드백 및 고급 계획 알고리즘.

슬롯 게임 과학자들은 실리콘 고무로 제작 된 "소프트"로봇을 만들기 위해 세 가지 영역 모두에서 앞서 밀고 있으며, 각각 자체 튜브, 밸브, 공압 액츄에이터, 통합 감지 및 제어 장치로 연결된 모듈로 구성됩니다. 이 소프트 로봇 바디의 각 모듈 또는 세그먼트는 자체 모션을 생성 할 수 있습니다. Snake Robot의 운동 "Gaits"는 이러한 로컬 모듈 모션의 조합입니다.

2017 ICRA Soft Robotics Speed ​​Challenge에서 작동중인 슬롯 게임 뱀과 같은 로봇 시청

지난 7 년간 소프트 로봇 공학에 중점을 둔 Onal은 새로운 프로젝트의 중요한 측면이 뱀과 같은 기계가 어떻게 움직이는 지 발전하고 있다고 언급했습니다. 현재, 그의 뱀과 같은 로봇은 뱀 같은 방식으로 또는 사이드 윈드 모션으로 기어 다닐 수 있습니다. 그러나 그는 그의 로봇이 더 나은 전망을 얻거나 더 나은 이미지를 캡처하고 계단을 오르거나 장애물 위로 올라갈 수 있기를 원합니다..

그는 또한 생물학적 뱀과 마찬가지로 주변의 물체를 사용하기 위해 소프트 로봇을 설계하고 있습니다. Onal은“예를 들어, 뱀은 몸의 일부를 바위 주위에 감아서 움직일 수 있도록 움직일 수 있으므로 움직일 수 있습니다. "파이프 나 미로 같은 구조에 있다면 장애물을 주위로 움직일 수 있도록 벽에서 밀려 나갈 수 있습니다. 매우 생체에 영감을 얻었습니다. 우리는 재료와 액추에이터가 없었기 때문에 그 종류의 움직임을 안전하게 재현 할 수 없었습니다. 이제 우리는 그렇게합니다.".


오른쪽에서 부드럽고 압축 가능한 액추에이터; 두 개의 액추에이터가 함께 뱀 같은 로봇이 옆으로 이동할 수 있습니다.

측면; 로봇이 머리를 들어 올릴 수있는 3 개의 액추에이터가있는 모듈; 전자 제품이있는 완전한 모듈.

소프트 로봇은 전통적인 단단하고 단단한 로봇에 비해 상당한 발전을 나타냅니다.이 로봇은 벽이나 물체를 밀려고 할 때 파손되거나 손상 될 수 있습니다. 소프트 로봇은 구성 요소를 다르게 사용할 수 있습니다. 신체에는 개별 조인트가 없기 때문에 지속적으로 구부릴 수있어 꽉 모퉁이를 부드럽게 협상 할 수 있습니다.

Onal이 작업하고있는 저수준 알고리즘은 로봇의 움직임을 제어하는 ​​데 중점을두고 있습니다. 이 새로운 종류의 움직임을 만드는 데 열쇠가 될 수 있습니다. 예를 들어, 로봇을 추진하는 대신 새로운 알고리즘은 로봇이 표면에서 마찰을 더 잘 사용하도록 할 수 있도록 목표로합니다..

FU가 만들고있는 높은 수준의 알고리즘은 의사 결정 및 자율성에 중점을 둡니다. 그들은 특정 조건에서 로봇이 사용할 보행 또는 저수준 컨트롤을 선택합니다. 또한 로봇이 자체적으로 찾는 환경을 기반으로 최상의 운동 모드를 결정할 것입니다.

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로봇은 어디로 가려고하는지 만 알아야하며 스스로를 얻는 방법을 알아낼 것입니다. 로봇은 자체 결정을 내리고 실행합니다. 시작 견적 시작 견적의 아이콘
  • cagdas onal

해당 결정이 내리면 고급 알고리즘은 저수준 알고리즘에 필요한 운전을 수행하도록 지시합니다. Onal은“로봇은 어디로 가려고하는지 만 알아야하며 스스로를 찾는 방법을 알아낼 것입니다. "로봇은 자체 결정을 내리고 실행할 것입니다."

FU는 슬롯 게임 팀의 높은 수준의 학습 기반 제어 설계에 대한 슬롯 게임 팀의 작업으로 인해 연구 프로젝트가 독특하다고 언급했습니다.

“로봇을 모래에 넣고 자갈에두면 다른 행동을 보일 것”이라고 Fu는 설명했다. "높은 수준에서 우리는 학습 기반 메커니즘을 소개하여 로봇이 해당 환경에서 달성하는 데 필요한 환경을 기반으로 이동하는 가장 좋은 방법을 배울 수 있습니다.".

로봇은 또한 어떤 신체 움직임 (예 : 특정 상황에서 가장 잘 작동하기 위해 장애물을 감싸거나 눌러 어떤 신체 움직임을 배울 수 있어야합니다.

지금까지 슬롯 게임 과학자들은 소프트 뱀과 같은 로봇의 프로토 타입을 만들어 맞춤형 변형 센서를 장착했습니다. 센서는 로봇이 신체가 높은 정확도와 속도로 어떤 모양인지 알 수있게합니다 (예 : 잔해 주위를 감싸거나 똑바로 누워 있거나 공기 중에 머리로 밖으로 태워집니다). 자체 신체 구성을 알게되면 로봇은 동작을 더 잘 제어 할 수 있습니다. Onal은 이것이 통합 변형 센서를 사용하여 동작의 피드백 제어를 수행 할뿐만 아니라 자율적으로 작업을 수행하기 위해 확장 가능하고 효율적인 방식 으로이 모션을 계획하는 최초의 소프트 로봇이라고 말했다.