Исследователи из Гарвардского университета в сотрудничестве с Тринити-колледжем Дублина представили новый сайт, помогающий в самостоятельной разработке гибких и бескорпусных роботов из любых материалов. Soft Robotics Toolkit – это комплексный набор веб-инструментов, предназначенный как для начинающих, так и для опытных проектировщиков.

В SRT содержится пополняемый набор чертежей, библиотека готовых схем, пошаговые видеоинструкции и реальные модели других пользователей. Внешне Soft Robotics Toolkit больше похож на интерактивный справочник иерархической структуры со множеством примеров. Выбрав основной раздел, посетитель увидит список связанных категорий, обычно сгруппированных по типам устройств. Для каждого из них приводятся фотографии, пояснения, справочные материалы и списки литературных источников.

Пневматические армированные актуаторы скриншот сайта (softroboticstoolkit.com).
Пневматические армированные актуаторы скриншот сайта (softroboticstoolkit.com).

Гибкие роботизированные модули находят всё большее применение в медицинской диагностике и хирургии. Они применяются для создания активных протезов и экзоскелетов, используются в перспективных космических и военных разработках.

В последние годы появились относительно недорогие 3D-принтеры и программируемые станки для лазерной резки. Такая техника сокращает время от разработки проекта до создания прототипа в несколько раз. С её помощью становится возможным изготовление сложных программируемых устройств без заказа мелкосерийного производства на стороне. Запуская ресурс онлайнового проектирования гибких роботов, его авторы хотели сделать домашние технологии производства более востребованными.

Испытания гибких актуаторов, выступающих в роли искусственных мышц (фото: harvard.edu).
Испытания гибких актуаторов, выступающих в роли искусственных мышц (фото: harvard.edu).

Часть методов была заимствована ими из классической схемотехники. Практически всё, что применяется для создания обычных роботов в жёстком корпусе, можно адаптировать к использованию в гибких моделях. Спектр их применения планируется самый широкий. От создания систем управления умным домом до сложных медицинских приборов и роботов, разработанных для поисково-спасательных операций в опасных условиях.

«Целью проекта Soft Robotics Toolkit является удалённая помощь и обеспечение взаимодействия для дизайнеров, инженеров и исследователей», – прокомментировал профессор Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Конор Уолш (Conor Walsh). По мнению разработчиков, такой веб-ресурс должен вдохновить на обмен опытом и создание новых видов роботов с гибкими элементами, а также методов и подходов к их изготовлению. Soft Robotics Toolkit упрощает этапы создания прототипов и масштабирования образцов.

Изготовление гибких полимерных актуаторов по видеоинструкции (фото: harvard.edu).
Изготовление гибких полимерных актуаторов по видеоинструкции (фото: harvard.edu).

По словам профессора Уолша, такой обмен знаниями через открытые проекты особенно хорошо подходит для разработки гибких роботов. Они создаются из универсальных компонентов, таких как микроконтроллеры, клапаны, сервоприводы, датчики и другие серийно выпускаемые устройства. Переносимость отдельных схем между моделями должна быть максимально упрощена в отсутствии пространственных ограничений, обусловленных формой корпуса.

“Открытость схем в робототехнике может стать новым фактором, меняющим развитие технологий. В этом веке оно окажет такое же сильное влияние, как открытый исходный код программ в прошлом”, – сказал доцент Тринити-колледжа в Дублине и соавтор проекта Гарет Беннет (Gareth J. Bennett).

Испытания готового актуатора (фото: softroboticstoolkit.com).
Испытания готового актуатора (фото: softroboticstoolkit.com).

Другой соавтор проекта – аспирант Тринити-колледжа в Дублине Донал Олланд (Dónal Holland), рассматривает Soft Robotics Toolkit, скорее, как открытый образовательный ресурс. «В рамках классических учебных курсов студенты быстрее обучаются, общаясь с более опытными коллегами – например, докторантами, – поясняет Олланд. – Перенести эту схему взаимодействия на больший масштаб гораздо сложнее: специалистов мало и они не могут заниматься постоянными консультациями. Наш проект помогает объединить всех заинтересованных и эффективнее обмениваться опытом».

Сейчас большая часть примеров в Soft Robotics Toolkit так или иначе связана с наработками Гарвардской школы инженерных и прикладных наук. Результаты своих исследований включили в открытый проект такие известные новаторы в области робототехники, как Роберт Вуд (Robert J. Wood), Чарльз Ривер (Charles River), Джордж Уайтсайдс (George M. Whitesides) и другие.