ผลต่างระหว่างรุ่นของ "หุ่นยนต์อ่อน"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
สร้างโดยแปลส่วนเปิดจากหน้า "Soft robotics" ป้ายระบุ: แก้ไขด้วยอุปกรณ์เคลื่อนที่ แก้ไขด้วยเว็บอุปกรณ์เคลื่อนที่ การแปลเนื้อหา การแปลส่วน |
เพิ่มโดยการแปลจากส่วน "Types and designs" จากหน้า "Soft robotics" ป้ายระบุ: แก้ไขด้วยอุปกรณ์เคลื่อนที่ แก้ไขด้วยเว็บอุปกรณ์เคลื่อนที่ การแปลเนื้อหา การแปลส่วน |
||
| บรรทัด 2: | บรรทัด 2: | ||
'''หุ่นยนต์อ่อน''' เป็นสาขาย่อยของ [[วิทยาการหุ่นยนต์|หุ่นยนต์]] ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การควบคุม และการผลิตหุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยวัสดุ ที่ยืดหยุ่นได้ แทนที่จะเป็น ข้อต่อแบบแข็ง <ref name="Yasa">{{Cite journal|last=Yasa|first=Oncay|last2=Toshimitsu|first2=Yasunori|last3=Michelis|first3=Mike Y.|last4=Jones|first4=Lewis S.|last5=Filippi|first5=Miriam|last6=Buchner|first6=Thomas|last7=Katzschmann|first7=Robert K.|date=3 May 2023|title=An Overview of Soft Robotics|url=https://doi.org/10.1146/annurev-control-062322-100607|journal=Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems|language=en|volume=6|issue=1|pages=1–29|doi=10.1146/annurev-control-062322-100607|issn=2573-5144|access-date=4 May 2023|hdl-access=free}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFYasaToshimitsuMichelisJones2023">Yasa, Oncay; Toshimitsu, Yasunori; Michelis, Mike Y.; Jones, Lewis S.; Filippi, Miriam; Buchner, Thomas; Katzschmann, Robert K. (3 May 2023). [[doi:10.1146/annurev-control-062322-100607|"An Overview of Soft Robotics"]]. ''Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems''. '''6''' (1): 1–29. [[ตัวระบุวัตถุดิจิทัล|doi]]:[[doi:10.1146/annurev-control-062322-100607|10.1146/annurev-control-062322-100607]]. [[HDL (ตัวระบุ)|hdl]]:<span class="id-lock-free" title="Freely accessible">[[hdl:20.500.11850/595503|20.500.11850/595503]]</span>. [[เลขมาตรฐานสากลสำหรับนิตยสาร|ISSN]] [https://search.worldcat.org/issn/2573-5144 2573-5144]. [[เซอมานทิกสกอลาร์|S2CID]] [https://api.semanticscholar.org/CorpusID:253542475 253542475]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">4 May</span> 2023</span>.</cite></ref> <ref name="Design1">{{Cite journal|last=Rus|first=Daniela|last2=Tolley|first2=Michael T.|date=27 May 2015|title=Design, fabrication and control of soft robots|url=https://dspace.mit.edu/bitstream/1721.1/100772/1/SoftRoboticsReview-FinalAuthorVersion.pdf|journal=Nature|volume=521|issue=7553|pages=467–475|bibcode=2015Natur.521..467R|doi=10.1038/nature14543|pmid=26017446|hdl-access=free}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFRusTolley2015">Rus, Daniela; Tolley, Michael T. (27 May 2015). [https://dspace.mit.edu/bitstream/1721.1/100772/1/SoftRoboticsReview-FinalAuthorVersion.pdf "Design, fabrication and control of soft robots"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''Nature''. '''521''' (7553): 467–475. [[บิบโค้ด|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2015Natur.521..467R 2015Natur.521..467R]. [[ตัวระบุวัตถุดิจิทัล|doi]]:[[doi:10.1038/nature14543|10.1038/nature14543]]. [[HDL (ตัวระบุ)|hdl]]:<span class="id-lock-free" title="Freely accessible">[[hdl:1721.1/100772|1721.1/100772]]</span>. [[พับเมด|PMID]] [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26017446 26017446]. [[เซอมานทิกสกอลาร์|S2CID]] [https://api.semanticscholar.org/CorpusID:217952627 217952627].</cite></ref>เมื่อเทียบกับหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างแบบแข็งที่สร้างจากโลหะ เซรามิก และพลาสติกแข็งแล้ว ความยืดหยุ่นของหุ่นยนต์แบบอ่อนช่วยเพิ่มความปลอดภัยเมื่อทำงานใกล้ชิดกับมนุษย์ หรือทำงานกับสิ่งที่บอบบางได้ |
'''หุ่นยนต์อ่อน''' เป็นสาขาย่อยของ [[วิทยาการหุ่นยนต์|หุ่นยนต์]] ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การควบคุม และการผลิตหุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยวัสดุ ที่ยืดหยุ่นได้ แทนที่จะเป็น ข้อต่อแบบแข็ง <ref name="Yasa">{{Cite journal|last=Yasa|first=Oncay|last2=Toshimitsu|first2=Yasunori|last3=Michelis|first3=Mike Y.|last4=Jones|first4=Lewis S.|last5=Filippi|first5=Miriam|last6=Buchner|first6=Thomas|last7=Katzschmann|first7=Robert K.|date=3 May 2023|title=An Overview of Soft Robotics|url=https://doi.org/10.1146/annurev-control-062322-100607|journal=Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems|language=en|volume=6|issue=1|pages=1–29|doi=10.1146/annurev-control-062322-100607|issn=2573-5144|access-date=4 May 2023|hdl-access=free}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFYasaToshimitsuMichelisJones2023">Yasa, Oncay; Toshimitsu, Yasunori; Michelis, Mike Y.; Jones, Lewis S.; Filippi, Miriam; Buchner, Thomas; Katzschmann, Robert K. (3 May 2023). [[doi:10.1146/annurev-control-062322-100607|"An Overview of Soft Robotics"]]. ''Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems''. '''6''' (1): 1–29. [[ตัวระบุวัตถุดิจิทัล|doi]]:[[doi:10.1146/annurev-control-062322-100607|10.1146/annurev-control-062322-100607]]. [[HDL (ตัวระบุ)|hdl]]:<span class="id-lock-free" title="Freely accessible">[[hdl:20.500.11850/595503|20.500.11850/595503]]</span>. [[เลขมาตรฐานสากลสำหรับนิตยสาร|ISSN]] [https://search.worldcat.org/issn/2573-5144 2573-5144]. [[เซอมานทิกสกอลาร์|S2CID]] [https://api.semanticscholar.org/CorpusID:253542475 253542475]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">4 May</span> 2023</span>.</cite></ref> <ref name="Design1">{{Cite journal|last=Rus|first=Daniela|last2=Tolley|first2=Michael T.|date=27 May 2015|title=Design, fabrication and control of soft robots|url=https://dspace.mit.edu/bitstream/1721.1/100772/1/SoftRoboticsReview-FinalAuthorVersion.pdf|journal=Nature|volume=521|issue=7553|pages=467–475|bibcode=2015Natur.521..467R|doi=10.1038/nature14543|pmid=26017446|hdl-access=free}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFRusTolley2015">Rus, Daniela; Tolley, Michael T. (27 May 2015). [https://dspace.mit.edu/bitstream/1721.1/100772/1/SoftRoboticsReview-FinalAuthorVersion.pdf "Design, fabrication and control of soft robots"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''Nature''. '''521''' (7553): 467–475. [[บิบโค้ด|Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2015Natur.521..467R 2015Natur.521..467R]. [[ตัวระบุวัตถุดิจิทัล|doi]]:[[doi:10.1038/nature14543|10.1038/nature14543]]. [[HDL (ตัวระบุ)|hdl]]:<span class="id-lock-free" title="Freely accessible">[[hdl:1721.1/100772|1721.1/100772]]</span>. [[พับเมด|PMID]] [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26017446 26017446]. [[เซอมานทิกสกอลาร์|S2CID]] [https://api.semanticscholar.org/CorpusID:217952627 217952627].</cite></ref>เมื่อเทียบกับหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างแบบแข็งที่สร้างจากโลหะ เซรามิก และพลาสติกแข็งแล้ว ความยืดหยุ่นของหุ่นยนต์แบบอ่อนช่วยเพิ่มความปลอดภัยเมื่อทำงานใกล้ชิดกับมนุษย์ หรือทำงานกับสิ่งที่บอบบางได้ |
||
== ประเภทและการออกแบบ == |
|||
[[File:Soft_Robotics.png|thumb|โมเดลพิมพ์ 3 มิติที่มีลักษณะคล้ายปลาหมึก]] |
|||
เป้าหมายของหุ่นยนต์อ่อนคือการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น ในหุ่นยนต์อ่อนบางชนิด ความยืดหยุ่นอาจจะถูกจำกัดอยู่เฉพาะในส่วนที่จำเป็นของหุ่นยนต์เท่านั้น ตัวอย่างเช่น แขนหุ่นยนต์ที่มีลำตัวแข็งสามารถใช้ปลายมือจับที่อ่อนนุ่มเพื่อจับและจัดการวัตถุที่บอบบางหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอได้อย่างอ่อนโยน <ref>{{Cite journal|last=Wang|first=Bowen|last2=Urbanic|first2=Ruth Jill|date=2021-02-15|title=Model-based Design and Simulation of a Soft Robotic Gripper for Fabric Material Handling|url=http://dx.doi.org/10.21203/rs.3.rs-225922/v1|doi=10.21203/rs.3.rs-225922/v1|access-date=2024-09-05}}</ref> หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่มีลำตัวแบบแข็งส่วนบางชนิดอาจใช้ชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นเฉพาะในส่วนที่จำเป็น เช่น แผ่นรองเท้าเพื่อดูดซับแรงกระแทกหรือข้อต่อแบบสปริงเพื่อจัดเก็บและปลดปล่อยพลังงานศักย์ยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม สาขาของหุ่นยนต์อ่อนมักมุ่งเน้นไปที่การสร้างเครื่องจักรที่อ่อนเป็นหลักหรือทั้งหมด หุ่นยนต์ที่มีร่างกายอ่อนนุ่มทุกส่วนมีความสามารถแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่แข็ง เช่น ความยืดหยุ่น ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์สามารถเปลี่ยนรูปร่างเพื่อเข้าไปในสถานที่ที่ร่างกายแข็งไม่สามารถเข้าถึงได้ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการบรรเทาทุกข์ภัยพิบัติ นอกจากนี้ หุ่นยนต์อ่อนยังปลอดภัยกว่าสำหรับสัมผัสร่างกายมนุษย์หรือการใช้งานภายในร่างกายมนุษย์อีกด้วย <ref>{{Cite journal|last=Abidi|first=Haider|last2=Cianchetti|first2=Matteo|date=2017-02-20|title=On Intrinsic Safety of Soft Robots|journal=Frontiers in Robotics and AI|volume=4|doi=10.3389/frobt.2017.00005|issn=2296-9144|doi-access=free}}</ref> |
|||
การออกแบบหุ่นยนต์อ่อนมักมีแรงบันดาลในจากธรรมชาติโดยเฉพาะจากสัตว์น้ำ เนื่องจากสัตว์ต่างๆ นั้นมีส่วนประกอบที่อ่อนนุ่มเป็นส่วนใหญ่ แลสัตว์ดังกล่าวสามารถใช้ประโยชน์จากความอ่อนนุ่มดังกล่าวเพื่อการเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนในบริเวณต่าง ๆ ของโลก <ref name="TrendsTrimmer">{{Cite journal|last=Kim|first=Sangbae|last2=Laschi|first2=Cecilia|author-link2=Cecilia Laschi|last3=Trimmer|first3=Barry|date=2013|title=Soft robotics: a bioinspired evolution in robotics|journal=Trends in Biotechnology|volume=31|issue=5|pages=287–94|doi=10.1016/j.tibtech.2013.03.002|pmid=23582470}}</ref> ด้วยเหตุนี้ หุ่นยนต์อ่อนจึงมักได้รับการออกแบบให้มีลักษณะเหมือนสัตว์ โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่นิ่มอย่างเช่น ปลาหมึก อย่างไรก็ตาม การออกแบบและการควบคุมหุ่นยนต์อ่อนนั้นยากและซับซ้อนกว่าหุ่นยนต์ที่ลำตัวแข็ง เนื่องจากหุ่นยนต์อ่อนมีความต้านทานเชิงกลต่ำ ความยืดหยุ่นของหุ่นยนต์อ่อนที่ทำให้มันมีความสามารถที่แตกต่างนี้เองที่เป็นความท้าทายในการควบคุมหุ่นยนต์เหล่านี้ นอกจากนั้น คณิตศาสตร์ที่พัฒนามาตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมาเพื่อการออกแบบวัตถุแข็งไม่สามารถนำมาใช้กับหุ่นยนต์ชนิดอ่อนได้ ด้วยเหตุนี้ การออกแบบหุ่นยนต์อ่อนจึงนิยมใช้เครื่องมือออกแบบอัตโนมัติ เช่น อัลกอริทึมเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งทำให้สามารถออกแบบและปรับให้รูปร่าง คุณสมบัติของวัสดุ และตัวควบคุมของหุ่นยนต์อ่อนได้พร้อมกันและโดยอัตโนมัติสำหรับงานที่กำหนด <ref name="EvoRoboBongard">{{Cite journal|last=Bongard|first=Josh|date=2013|title=Evolutionary Robotics|journal=Communications of the ACM|volume=56|issue=8|pages=74–83|doi=10.1145/2492007.2493883}}</ref> |
|||
รุ่นแก้ไขเมื่อ 16:12, 15 กันยายน 2567
หุ่นยนต์อ่อน เป็นสาขาย่อยของ หุ่นยนต์ ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การควบคุม และการผลิตหุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยวัสดุ ที่ยืดหยุ่นได้ แทนที่จะเป็น ข้อต่อแบบแข็ง [1] [2]เมื่อเทียบกับหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างแบบแข็งที่สร้างจากโลหะ เซรามิก และพลาสติกแข็งแล้ว ความยืดหยุ่นของหุ่นยนต์แบบอ่อนช่วยเพิ่มความปลอดภัยเมื่อทำงานใกล้ชิดกับมนุษย์ หรือทำงานกับสิ่งที่บอบบางได้
ประเภทและการออกแบบ
เป้าหมายของหุ่นยนต์อ่อนคือการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น ในหุ่นยนต์อ่อนบางชนิด ความยืดหยุ่นอาจจะถูกจำกัดอยู่เฉพาะในส่วนที่จำเป็นของหุ่นยนต์เท่านั้น ตัวอย่างเช่น แขนหุ่นยนต์ที่มีลำตัวแข็งสามารถใช้ปลายมือจับที่อ่อนนุ่มเพื่อจับและจัดการวัตถุที่บอบบางหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอได้อย่างอ่อนโยน [3] หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่มีลำตัวแบบแข็งส่วนบางชนิดอาจใช้ชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นเฉพาะในส่วนที่จำเป็น เช่น แผ่นรองเท้าเพื่อดูดซับแรงกระแทกหรือข้อต่อแบบสปริงเพื่อจัดเก็บและปลดปล่อยพลังงานศักย์ยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม สาขาของหุ่นยนต์อ่อนมักมุ่งเน้นไปที่การสร้างเครื่องจักรที่อ่อนเป็นหลักหรือทั้งหมด หุ่นยนต์ที่มีร่างกายอ่อนนุ่มทุกส่วนมีความสามารถแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่แข็ง เช่น ความยืดหยุ่น ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์สามารถเปลี่ยนรูปร่างเพื่อเข้าไปในสถานที่ที่ร่างกายแข็งไม่สามารถเข้าถึงได้ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการบรรเทาทุกข์ภัยพิบัติ นอกจากนี้ หุ่นยนต์อ่อนยังปลอดภัยกว่าสำหรับสัมผัสร่างกายมนุษย์หรือการใช้งานภายในร่างกายมนุษย์อีกด้วย [4]
การออกแบบหุ่นยนต์อ่อนมักมีแรงบันดาลในจากธรรมชาติโดยเฉพาะจากสัตว์น้ำ เนื่องจากสัตว์ต่างๆ นั้นมีส่วนประกอบที่อ่อนนุ่มเป็นส่วนใหญ่ แลสัตว์ดังกล่าวสามารถใช้ประโยชน์จากความอ่อนนุ่มดังกล่าวเพื่อการเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนในบริเวณต่าง ๆ ของโลก [5] ด้วยเหตุนี้ หุ่นยนต์อ่อนจึงมักได้รับการออกแบบให้มีลักษณะเหมือนสัตว์ โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่นิ่มอย่างเช่น ปลาหมึก อย่างไรก็ตาม การออกแบบและการควบคุมหุ่นยนต์อ่อนนั้นยากและซับซ้อนกว่าหุ่นยนต์ที่ลำตัวแข็ง เนื่องจากหุ่นยนต์อ่อนมีความต้านทานเชิงกลต่ำ ความยืดหยุ่นของหุ่นยนต์อ่อนที่ทำให้มันมีความสามารถที่แตกต่างนี้เองที่เป็นความท้าทายในการควบคุมหุ่นยนต์เหล่านี้ นอกจากนั้น คณิตศาสตร์ที่พัฒนามาตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมาเพื่อการออกแบบวัตถุแข็งไม่สามารถนำมาใช้กับหุ่นยนต์ชนิดอ่อนได้ ด้วยเหตุนี้ การออกแบบหุ่นยนต์อ่อนจึงนิยมใช้เครื่องมือออกแบบอัตโนมัติ เช่น อัลกอริทึมเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งทำให้สามารถออกแบบและปรับให้รูปร่าง คุณสมบัติของวัสดุ และตัวควบคุมของหุ่นยนต์อ่อนได้พร้อมกันและโดยอัตโนมัติสำหรับงานที่กำหนด [6]
- ↑ Yasa, Oncay; Toshimitsu, Yasunori; Michelis, Mike Y.; Jones, Lewis S.; Filippi, Miriam; Buchner, Thomas; Katzschmann, Robert K. (3 May 2023). "An Overview of Soft Robotics". Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems (ภาษาอังกฤษ). 6 (1): 1–29. doi:10.1146/annurev-control-062322-100607. ISSN 2573-5144. สืบค้นเมื่อ 4 May 2023.
{{cite journal}}:|hdl-access=ต้องการ|hdl=(help)Yasa, Oncay; Toshimitsu, Yasunori; Michelis, Mike Y.; Jones, Lewis S.; Filippi, Miriam; Buchner, Thomas; Katzschmann, Robert K. (3 May 2023). "An Overview of Soft Robotics". Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems. 6 (1): 1–29. doi:10.1146/annurev-control-062322-100607. hdl:20.500.11850/595503. ISSN 2573-5144. S2CID 253542475. Retrieved 4 May 2023. - ↑ Rus, Daniela; Tolley, Michael T. (27 May 2015). "Design, fabrication and control of soft robots" (PDF). Nature. 521 (7553): 467–475. Bibcode:2015Natur.521..467R. doi:10.1038/nature14543. PMID 26017446.
{{cite journal}}:|hdl-access=ต้องการ|hdl=(help)Rus, Daniela; Tolley, Michael T. (27 May 2015). "Design, fabrication and control of soft robots" (PDF). Nature. 521 (7553): 467–475. Bibcode:2015Natur.521..467R. doi:10.1038/nature14543. hdl:1721.1/100772. PMID 26017446. S2CID 217952627. - ↑ Wang, Bowen; Urbanic, Ruth Jill (2021-02-15). "Model-based Design and Simulation of a Soft Robotic Gripper for Fabric Material Handling". doi:10.21203/rs.3.rs-225922/v1. สืบค้นเมื่อ 2024-09-05.
{{cite journal}}: Cite journal ต้องการ|journal=(help) - ↑ Abidi, Haider; Cianchetti, Matteo (2017-02-20). "On Intrinsic Safety of Soft Robots". Frontiers in Robotics and AI. 4. doi:10.3389/frobt.2017.00005. ISSN 2296-9144.
- ↑ Kim, Sangbae; Laschi, Cecilia; Trimmer, Barry (2013). "Soft robotics: a bioinspired evolution in robotics". Trends in Biotechnology. 31 (5): 287–94. doi:10.1016/j.tibtech.2013.03.002. PMID 23582470.
- ↑ Bongard, Josh (2013). "Evolutionary Robotics". Communications of the ACM. 56 (8): 74–83. doi:10.1145/2492007.2493883.