Märkimisväärne osa meie planeedi pinnast on kaetud veega ning vaatamata ulatuslikele pingutustele, on suured alad sellest avastamata. Nõudlus ohutu kaugjuurdepääsu järele veekeskkondades ja nendega piirnevas, on viinud autonoomsete ja kaugjuhitavate robotsõidukite kiire levikuni, millede eesmärgiks on nendes keeruliste tingimustes hakkama saamine. Arengutega robootikas arendatakse ka liikumismeetoteid tõhusamaks ja agiilsemaks, kasutades selleks erinevaid täiturmehhanismide konstruktsioone ja konfiguratsioone.
Kuigi täiturmehhanisme, mis suudavad oma jäikust ja kuju dünaamiliselt reguleerida, on läbi aastate uuritud paljudes rakendustes, on allveerobootikas selles osas märkimisväärne mahajäämus.
Antud väitekiri uurib eeldust, et hübriid- ja mittetraditsioonilised täiturid, mis koosnevad muutuva jäikusega ühilduvatest osadest, võivad olla tõhusad liikumiseks varieeruvates keskkonnatingimustes ja liikumisstsenaariumides. Hüpotees seisnes selles, et muutuva jäikusega aktuaatorite kasutamine võimaldab ümberkonfigureerimist, mis võib parandada täiturmehhanismi jõudlust ning võimaldada liikumist veealustes ja mitmefaasilistes keskkondades, tõstmata seejuures juhtimisloogika ja liikumise planeerimise keerukust. Sel eesmärgil töötati välja kolm prototüüpi, et eksperimentaalselt uurida täiturmehhanismide morfoloogiat ja materjali valikut.
Käesolev väitekiri loob aluse edasisteks arendusteks täiturmehhanismide jõudluse tõstmiseks liikumaks väljakutseid pakkuvates keskkonnatingimustes. Nende meetodite eksperimentaalne uurimine ja analüüs annab sügavama ülevaate nende eelistest ja piirangutest.
See võib aidata tuvastada ja edasi arendada tehnoloogiaid, mis praegu antud valdkonnas arenguid aeglustavad, suurendades lõpuks seeläbi neid tehnoloogiaid kasutavate robotite tööautonoomiat. Lisaks julgustab demonstreeritud madal keskkonnale avaldatav mõju ning vähene häiring muutuva jäikusega täiturite laiemat kasutuselevõttu rakendustes, mis nõuavad minimaalset keskkonnamõju. Lõpuks saab muutuva jäikusega aktuaatorite arendusi üle kanda ka teistele robootika valdkondadele peale liikumise, näiteks haaramise või taastusravi rakendustele.

Juhendaja: täisprofessor tenuuris Maarja Kruusmaa (Tallinna Tehnikaülikool)

Oponendid:

• professor Cesare Stefanini ( Sant`Anna biorobootika instituut, Itaalia)
• professor João Sousa (Porto Ülikool, Portugal)

Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus