Robôs sem cérebro navegam em labirintos Neuroscience News

resumo: Os pesquisadores projetaram um robô macio e “sem cérebro” que pode navegar de forma autônoma por ambientes complexos usando inteligência corporal.

Ao contrário do modelo anterior, que só consegue correr ao encontrar obstáculos, este robô pode se transformar sozinho. Esse movimento único se deve ao desenho assimétrico onde o meio exerce mais força no solo.

Assim, eles podem se mover em arcos, atravessar labirintos dinâmicos e evitar ficar presos entre objetos paralelos.

Principais fatos:

1. O robô macio opera através da “inteligência corporal”, o que significa que seu comportamento é ditado pelo design estrutural e pelos materiais, eliminando a necessidade de orientação humana ou computadorizada.
2. Este robô é feito de elastômeros de cristal líquido em forma de fita e se move quando colocado em uma superfície mais quente que o ar circundante; Quanto mais quente a superfície, mais rápido ela girará.
3. O design assimétrico do robô permite que ele se mova em arcos, permitindo-lhe navegar em labirintos sem ficar preso e até mesmo mover-se entre obstáculos paralelos.

fonte: Carolina do Norte

Os pesquisadores que criaram um robô macio que pode navegar em labirintos simples sem orientação humana ou computacional agora desenvolveram esse trabalho, criando um robô macio “sem cérebro” que pode navegar em ambientes mais complexos e dinâmicos.

“Em nosso trabalho anterior, demonstramos que nosso robô macio era capaz de deformar e virar através de uma pista de obstáculos muito simples”, diz Ji Yin, coautor de um artigo sobre o trabalho e professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial. Engenharia na Universidade Estadual da Carolina do Norte.

No entanto, ele só era capaz de se transformar se encontrasse um obstáculo. Em termos práticos, isso significava que o robô às vezes ficava preso, saltando para frente e para trás entre obstáculos paralelos.

“Desenvolvemos um novo robô macio que é capaz de girar sozinho, permitindo-lhe percorrer labirintos tortuosos e até mesmo superar obstáculos em movimento. Tudo é feito usando inteligência física, em vez de ser guiado por um computador.

A inteligência corporal refere-se a objetos dinâmicos, como robôs leves, cujo comportamento é governado pelo seu design estrutural e materiais, em vez de ser dirigido por um computador ou intervenção humana.

Tal como acontece com a versão anterior, os novos robôs macios são feitos de elastômeros de cristal líquido em forma de fita. Quando os robôs são colocados em uma superfície com pelo menos 55°C (131°F), que é mais quente que o ar circundante, a parte da fita que está em contato com a superfície se contrai, enquanto a parte da fita que está está exposto ao ar, não. Isso resulta em um movimento de rolamento. Quanto mais quente a superfície, mais rápido o robô girará.

No entanto, enquanto a versão anterior do robô suave tinha um design simétrico, o novo robô tem duas metades distintas. Metade do robô é uma barra de torção que corre em linha reta, enquanto a outra metade é uma barra de torção mais apertada que também gira em torno de si mesma como uma escada em espiral.

Este design assimétrico significa que uma extremidade do robô exerce mais força no solo do que a outra. Pense em um copo de plástico com a boca mais larga que a base. Se você rolar sobre a mesa, ele não rolará em linha reta – apenas fará um arco ao passar pela mesa. Isso se deve ao seu formato assimétrico.

“O conceito por trás do novo robô é bastante simples: devido ao seu design assimétrico, ele gira sem que você precise tocar em nada”, diz Yao Zhao, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado na NC State.

Então, embora ainda mude de direção quando ele o faz Fazer Ele entra em contato com um objeto – permitindo-lhe navegar por labirintos – e não pode ficar preso entre objetos paralelos. Em vez disso, sua capacidade de se mover em arcos permite que ele se mova livremente.

Os pesquisadores demonstraram a capacidade do design macio e assimétrico do robô de navegar em labirintos mais complexos – incluindo labirintos com paredes móveis – e caber em espaços menores que o tamanho do seu corpo. Os pesquisadores testaram o novo design do robô em uma superfície metálica e em areia.

“Este trabalho é mais um passo em frente para nos ajudar a desenvolver abordagens inovadoras para projetar robôs leves – especialmente para aplicações onde os robôs leves serão capazes de coletar energia térmica de seu ambiente”, diz Yin.

O artigo, “Body Intelligence Soft Robotic Labyrinth Escape”, será publicado em 8 de setembro na revista. A ciência avança. O primeiro autor do artigo é Yao Zhao, pesquisador de pós-doutorado na NC State.

Hao Su, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State, é coautor. Coautores adicionais incluem Yaoye Hong, um recente Ph.D. Graduado pelo estado da Carolina do Norte. Yanbin Li, pesquisador de pós-doutorado na NC State; e Fangjie Qi e Haitao Qing, ambos Ph.D. estudantes no estado da Carolina do Norte.

Financiamento: O trabalho foi concluído com o apoio da National Science Foundation sob as doações 2005374, 2126072, 1944655 e 2026622.

Sobre novidades de pesquisa em robótica e neurotecnologia

autor: Matt Shipman
fonte: Carolina do Norte
comunicação: Matt Shipman – Estado da Carolina do Norte
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso livre.
“Escapando do labirinto robótico suave e fisicamente inteligentePor Ji Yin et al. A ciência avança

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um resumo

Fuja do labirinto robótico macio e fisicamente inteligente

A navegação autônoma de um labirinto é atraente, mas desafiadora no campo da robótica suave para explorar ambientes não estruturados anteriormente desconhecidos, muitas vezes exigindo uma mente semelhante à humana integrando energia, sensores e controle a bordo para inteligência computacional.

Aqui, relatamos o aproveitamento da inteligência de engenharia e da inteligência de materiais em robôs autorolantes baseados em elastômero líquido para fuga autônoma de complexos labirintos multicanais sem a necessidade de um cérebro semelhante ao humano.

O robô macio alimentado por energia ecotérmica possui geometria assimétrica com torção híbrida e formas espirais nas duas extremidades. Esta assimetria geométrica permite capacidades de auto-rotação activas e sustentadas, em contraste com os seus homólogos simétricos em torção ou formas helicoidais que exibem apenas auto-rotação transitória através do desenrolamento por torção.

Combinado com a autocaptura de reflexos de movimento, ele mostra caminhos curvos em zigue-zague exclusivos para evitar ser preso por seus equivalentes, permitindo uma auto-escape bem-sucedida de vários labirintos desafiadores, incluindo labirintos em terreno granular, labirintos com lacunas estreitas e até mesmo labirintos em mudança de local. layouts.