Робот ловит маршмэллоу, не сминая его. Ishikawa Senoo Laboratory / YouTube

Группа инженеров из лаборатории Масатоси Исикавы (Masatoshi Ishikawa) Токийского университета применили другой подход и смогли решить еще более сложную задачу — захват быстро двигающихся мягких предметов. На концах манипуляторов установлены полимерные площадки для смягчения удара при захвате, но основной вклад в аккуратность вносят не они, а активная система отслеживания положения летящего объекта. Она состоит из двух высокоскоростных камер, установленных недалеко от захватов, и двух высокоскоростных датчиков расстояния и угла наклона.

На первом этапе полета захватываемого объекта система отслеживает его полет с помощью внешних высокоскоростных камер. В это время роботизированные захваты уже сдвигаются, но между ними остается достаточно большое расстояние. Когда объект находится достаточно близко, система переключается на данные от датчиков в самих захватах. Каждый из этих двух датчиков состоит из фотодетектора в центре и нескольких светодиодов вокруг него. Поскольку пары светодиодов излучают модулированный свет, итоговое излучение имеет отличную от двух исходных фаз, по которой можно вычислить расстояние до объекта и угол его наклона относительно захвата.

Компоненты системы. Ishikawa Senoo Laboratory / The University of Tokio

Схема датчика расстояния. Keisuke Koyama et al. / IEEE Robotics and Automation Letters, 2018

Поскольку датчики расстояния работают с частотой обновления, равной одной миллисекунде, система успевает подвести оба захвата к падающему объекту и перестать двигать их практически сразу же после обнаружения контакта. Благодаря этому она может хватать даже очень мягкие объекты, такие как кусочек маршмэллоу, почти не деформируя их.

Существуют и другие быстрые и ловкие роботы. В начале 2018 года американские инженеры представили дельта-робота размером около двух сантиметров, способного выполнять манипуляции с точностью до пяти микрометров и делать циклические движения с частотой 75 раз в секунду.

Автор: Григорий Копиев