Американські інженери вирішили проблему зминання м'якого пневматичного робота, встановивши в головну частину електромотори з роликами. Завдяки цьому робот скочується назад по тій же траєкторії, по якій спочатку розгортався, і практично не впливає на навколишнє середовище, йдеться в препринті на arxiv.org.
М'які роботи - один з експериментальних напрямків у сучасній робототехніці. Для вирішення реальних завдань вони поки що практично не використовуються, проте мають низку переваг перед жорсткими конструкціями - не бояться ударів, здуваються для транспортування або зберігання, а також можуть безпечно використовуватися поруч з людьми і тваринами, оскільки м'який корпус сильно знижує ризик травми.
При цьому у м'яких роботів існують і очевидні мінуси - вони бояться гострих перешкод і проколів, а якщо працюють на пневматиці, то їм потрібен зовнішній компресор. Крім того, іноді простота конструкції призводить до появи й інших специфічних проблем, які інженерам доводиться вирішувати. Наприклад, надувне тіло в деяких умовах може зім'ятися і змінити заплановану траєкторію руху робота.
Саме з такою проблемою зіткнулася група інженерів зі Стенфордського університету під керівництвом Маргарет Коед (Margaret M. Coad). Створений ними пневматичний робот складається з котушки і надувного хвоста, який здатний поступово надуватися і «рости» вперед. У підставі хвоста встановлені напрямні актуатори, що дозволяють змінювати напрямок хвоста, проникаючи у важкодоступні місця. Котушка в компактному вигляді зберігає здуту оболонку і поступово розмотує або змотує її. При зматуванні робота назад в котушку (такий режим автори назвали інверсією) він може разом з надувною оболонкою зібрати зразки матеріалу, і, за задумом авторів це повинно відбуватися з мінімальним впливом на навколишнє середовище.
При тестуванні з'ясувалося, що при досягненні невдалого співвідношення довжини хвоста і вигину робот в режимі інверсії зминається з одного боку і замість втягування всередину починає рухатися вбік, рухаючи навколишні об'єкти і перемішуючи зразки матеріалу, що забирається. Провівши моделювання, інженери встановили порогові значення, при яких робот починає заминатися, а також з'ясували, що цього взагалі не повинно відбуватися, якщо точка докладання зусилля до оболонки буде розташована на кінці хвоста, а не в його підставі.
Для того, щоб перемістити активну точку змотування від основи хвоста (котушка) до його кінця, інженери розробили конструкцію з кільця з роликами і електромоторами, через яку пропускається оболонка. У модифікованого робота саме ролики, встановлені в кінці хвоста, відповідають за додаток сили при змотування оболонки, в той час як котушка в підставі лише вибирає слабину.
Експериментальна перевірка показала, що завдяки такій конструкції робот дійсно не зминається - при зматуванні хвіст повертається по тій же траєкторії, по якій він «ріс». Крім того, кільце з роликами виключило змащування зразків тілом робота і тепер він не перемішує навіть кілька матеріалів, забраних в одній точці. Єдиний відчутний мінус конструкції, встановленої в кінці хвоста, полягає в тому, що вона обмежує габарити частинок, які може зібрати робот, але це, за словами авторів, вирішується установкою комплектів з кільця і роликів з іншими розмірами.
Є й інший спосіб вирішити проблему зминання пневматичних роботів - наприклад, розбити тіло на окремі сегменти, кожен з яких сам по собі прямий, а загальний вигин конструкції відбувається завдяки міжсегментним зчленуванням. Саме так вчинили інженери з Токійського технологічного інституту, які побудували двадцятиметрову надувну робозмію.