В обзорном документе ученых из Чжэцзянского университета подведены итоги развития роботов непрерывного действия с точки зрения проектирования, приведения в действие, моделирования и области управления.

В новом обзорном документе, опубликованном 26 июля в журнале Cyborg and Bionic Systems , представлен обзор классических и передовых технологий непрерывной робототехники, а также некоторые перспективы, требующие срочного решения.

Некоторые малогабаритные континуальные роботы с новыми методами приведения в действие широко исследуются в области интервенционной хирургии или эндоскопии, однако характеристика их механических свойств по-прежнему представляет собой отдельную проблему».

Хаоцзянь Лу, автор исследования, профессор Чжэцзянского университета

Чтобы реализовать миниатюризацию непрерывно работающих роботов, было разработано и использовано множество передовых материалов для реализации приведения в действие роботов, демонстрирующих уникальные преимущества. Континуальные роботы, встроенные в микромагнит или изготовленные из ферромагнитного композитного материала, обладают точной управляемостью во внешнем управляемом магнитном поле; С другой стороны, магнитомягкие континуальные роботы могут достигать малых диаметров, вплоть до микронного масштаба, что обеспечивает их способность проводить таргетную терапию в бронхах или сосудах головного мозга.

Однако магнитомягким континуальным роботам трудно сохранять устойчивость под действием внешних сил, а крошечные жесткие наконечники магнитов рискуют упасть внутри корпуса во время работы. Для обеспечения более безопасного и надежного управления материалы с памятью формы используются для управления роботом непрерывного действия, а также для обследования сердечно-сосудистой системы и введения в носоглотку. Ключевым преимуществом этого самодеформирующегося материала является то, что он обеспечивает удлинение, изгиб и кручение основного штока и может обеспечить общее срабатывание при сохранении небольшого масштаба, но присущий ему гистерезис затрудняет достижение быстрого отклика и точного позиционирования в В то же время он имеет малую грузоподъемность и достаточно сложную разводку трубопроводов.

Учитывая нелинейные деформации, вызванные срабатыванием, эластичность материала и чувствительность к контакту с окружающей средой, непрерывные роботы сталкиваются с большими трудностями при точном аналитическом моделировании.

Одной из основных проблем моделирования является упрощение моделей и компромисс между сложностью вычислений и точностью моделей.

Точно так же проблема управления также является большой проблемой для непрерывного робота. заключается в том, чтобы найти правильное значение срабатывания для достижения желаемого состояния для выполнения данной задачи. Управление на основе моделей сильно зависит от точного моделирования непрерывного робота и точности восприятия датчиков. Метод управления на основе данных изучает нелинейную модель робота, чтобы обеспечить эффективное управление. Кроме того, дистанционное управление часто используется для управления непрерывным роботом в медицинской сфере.

Кроме того, «область исследований непрерывных роботов достигла большого прогресса, но еще предстоит решить некоторые проблемы, включая миниатюризацию, более мощное восприятие и стабильный механизм моделирования». сказал Лу.

Среди авторов статьи Цзинюй Чжан, Цинь Фан, Пиньюй Сян, Даньин Сунь, Янан Сюэ, Руй Цзинь, Кэ Цю, Ронг Сюн, Юэ Ван, Хаоцзянь Лу.