Tarraingíonn go leor córais róbataic atá ann cheana inspioráid ón dúlra, ag atáirgeadh go saorga próisis bhitheolaíocha, struchtúir nádúrtha nó iompraíochtaí ainmhithe chun spriocanna sonracha a bhaint amach. Tá sé seo amhlaidh toisc go bhfuil ainmhithe agus plandaí trealmhaithe ó dhúchas le cumais a chuidíonn leo maireachtáil ina dtimpeallachtaí faoi seach, agus dá bhrí sin d'fhéadfadh feabhas a chur ar fheidhmíocht robots lasmuigh de shuíomhanna saotharlainne.
“Is glúin nua ionramhálaithe róbatacha iad airm róbait bhog a fhaigheann inspioráid ó na hardchumais ionramhála atá léirithe ag orgánaigh ‘gan chnámha’, amhail tentacles ochtapas, truncáin eilifint, plandaí, etc.,” Enrico Donato, duine de na taighdeoirí a rinne an staidéar, inis Tech Xplore. “Is é an toradh a bhíonn ar na prionsabail seo a aistriú go réitigh innealtóireachta ná córais atá comhdhéanta d’ábhair éadroma sholúbtha ar féidir leo dul faoi dhífhoirmiú mín leaisteach chun gluaisne chomhlíontach agus dheas a tháirgeadh. Mar gheall ar na tréithe inmhianaithe seo, cloíonn na córais seo le dromchlaí agus léiríonn siad láidreacht fhisiciúil agus oibriú atá sábháilte don duine ar chostas íseal a d’fhéadfadh a bheith ann.”
Cé go bhféadfaí airm róbait bhog a chur i bhfeidhm ar raon leathan d’fhadhbanna sa saol fíor, d’fhéadfadh siad a bheith an-úsáideach le haghaidh tascanna a uathoibriú a bhaineann le suíomhanna inmhianaithe a bhaint amach a d’fhéadfadh a bheith dorochtana do róbait dochta. Le déanaí tá go leor foirne taighde ag iarraidh rialaitheoirí a fhorbairt a ligfeadh do na hairm solúbtha seo dul i ngleic go héifeachtach leis na tascanna seo.
“Go ginearálta, braitheann feidhmiú rialtóirí den sórt sin ar fhoirmlithe ríomhaireachtúla ar féidir leo mapáil bhailí a chruthú idir dhá spás oibriúcháin an róbait, ie, spás tasc agus spás actuator,” a mhínigh Donato. “Mar sin féin, braitheann feidhmiú ceart na rialtóirí seo go ginearálta ar aiseolas fís a chuireann srian lena bhailíocht laistigh de thimpeallachtaí saotharlainne, a chuireann srian le hin-imscaradh na gcóras seo i dtimpeallachtaí nádúrtha agus dinimiciúla. Is é an t-alt seo an chéad iarracht an teorannú seo nach dtugtar aghaidh air a shárú agus raon na gcóras seo a leathnú chuig timpeallachtaí neamhstruchtúrtha.”
“Contrártha leis an míthuiscint choitianta nach ngluaiseann plandaí, bogann plandaí go gníomhach agus go cuspóireach ó phointe amháin go pointe eile ag baint úsáide as straitéisí gluaiseachta atá bunaithe ar fhás,” a dúirt Donato. “Tá na straitéisí seo chomh héifeachtach sin gur féidir le plandaí coilíniú a dhéanamh ar bheagnach gach gnáthóg ar an phláinéid, cumas atá in easnamh i ríocht na n-ainmhithe. Is díol suntais é, murab ionann agus ainmhithe, ní eascraíonn straitéisí gluaiseachta plandaí ó lárchóras na néaróg, ach go n-eascraíonn siad mar gheall ar fhoirmeacha sofaisticiúla de mheicníochtaí díláraithe ríomhaireachta.”
Déanann an straitéis rialaithe atá mar bhonn agus thaca ag feidhmiú rialtóir na dtaighdeoirí iarracht na meicníochtaí díláraithe sofaisticiúla atá mar bhonn agus thaca ag gluaiseachtaí gléasraí a mhacasamhlú. Bhain an fhoireann úsáid go sonrach as uirlisí hintleachta saorga iompraíocht-bhunaithe, arb éard atá iontu gníomhairí ríomhaireachta díláraithe comhcheangailte i struchtúr ón mbun aníos.
“Tá úrnuacht ár rialtóra bithspreagtha ina simplíocht, áit a mbainimid leas as feidhmiúlachtaí bunúsacha meicniúla lámh an róbait bhog chun an t-iompar sroichte iomlán a ghiniúint,” a dúirt Donato. “Go sonrach, cuimsíonn lámh bog an róbait socrú iomarcach de mhodúil bhoga, agus déantar gach ceann acu a ghníomhachtú trí thriad gníomhaithe atá socraithe go gathach. Is eol go maith gur féidir leis an gcóras sé phríomhthreoracha lúbthachta a ghiniúint le haghaidh cumraíocht den sórt sin.”
Déanann na gníomhairí ríomhaireachta atá mar bhunús le feidhmiú rialtóir na foirne leas a bhaint as aimplitiúid agus uainiú cumraíocht an actuator chun dhá chineál éagsúla gluaiseachtaí plandaí a atáirgeadh, ar a dtugtar imshruthú agus fótatrópacht. Is ascaluithe iad circumnutations a bhreathnaítear go coitianta i bplandaí, agus is gluaiseachtaí treo iad fótatrópachas a thugann brainsí nó duilleoga plandaí níos gaire don solas.
Is féidir leis an rialtóir cruthaithe ag Donato agus a chomhghleacaithe aistriú idir an dá iompar seo, ag baint amach rialú seicheamhach ar airm robotic thar dhá chéim. Is é an chéad cheann de na céimeanna seo ná céim taiscéalaíochta, ina ndéanann na hairm iniúchadh ar a dtimpeallacht, agus is céim sroichte é an dara ceann, áit a bhogann siad chun suíomh nó réad atá ag teastáil a bhaint amach.
“B’fhéidir gurb é an rud beir leat is tábhachtaí ón obair áirithe seo ná gurb é seo an chéad uair a cuireadh ar chumas airm róbait bhog iomarcacha inniúlachtaí a bhaint amach lasmuigh de thimpeallacht na saotharlainne, le creat rialaithe an-simplí,” a dúirt Donato. “Ina theannta sin, tá an rialtóir infheidhme maidir le haon bhogróbaitlámh ar fáil socrú actuation den chineál céanna. Is céim é seo i dtreo úsáid a bhaint as braite leabaithe agus straitéisí rialaithe dáilte i róbait chontanam agus bhog.”
Go dtí seo, rinne na taighdeoirí tástáil ar a rialtóir i sraith tástálacha, ag baint úsáide as lámh robotic modúlach cábla-tiomáinte, éadrom agus bog le 9 céim saoirse (9-DoF). Bhí a dtorthaí an-gheallta, mar thug an rialaitheoir deis don ghéag iniúchadh a dhéanamh ar a thimpeallacht agus teacht ar spriocshuíomh níos éifeachtaí ná straitéisí rialaithe eile a moladh roimhe seo.
Sa todhchaí, d'fhéadfaí an rialtóir nua a chur i bhfeidhm ar airm robotic boga eile agus a thástáil i suíomhanna saotharlainne agus sa saol fíor, chun measúnú breise a dhéanamh ar a chumas déileáil le hathruithe dinimiciúla comhshaoil. Idir an dá linn, tá sé beartaithe ag Donato agus a chomhghleacaithe a straitéis rialaithe a fhorbairt tuilleadh, ionas gur féidir leis gluaiseachtaí agus iompraíochtaí lámh róbatacha breise a tháirgeadh.
“Táimid ag féachaint faoi láthair le feabhas a chur ar chumais an rialaitheora chun iompraíochtaí níos casta a chumasú mar rianú sprice, nascadh láimhe iomlán, etc., chun go bhféadfaidh córais dá leithéid feidhmiú i dtimpeallachtaí nádúrtha ar feadh tréimhsí fada ama,” a dúirt Donato leis.
Am postála: Jun-06-2023