На поверхности воды он развивает скорость до 9,6 см/с — «производительность, сравнимую с настоящими жуками-вертячками».
Иллюстративное изображение: Эти роботы имитируют адаптивные навыки лучших двигателей природы, таких как муравьи и жуки-вертячки.
Getty Images
Китайские исследователи создали новое поколение мягких роботов-амфибий с тройным реагированием, предназначенных для работы в различных условиях.
Эти роботы имитируют невероятную ловкость и способность к адаптации лучших двигателей природы, таких как муравьи и жуки-вертячки.
Команда из Гуандунского технологического университета и Гуандунского политехнического педагогического университета в Китае объявила о своей разработке 29 сентября.
Однажды не громоздкие машины, а небольшие рои роботов смогут помочь в ликвидации последствий стихийных бедствий, мониторинге окружающей среды и проведении медицинских процедур.
Искусственная мышца
В последние годы интерес к мягкой робототехнике возрос в геометрической прогрессии.
Например, в прошлом году южнокорейские исследователи разработали крошечные рои роботов, которые использовали магнитные поля для выполнения таких задач, как транспортировка предметов и прочистка труб.
Эти машины изготовлены из «податливых материалов», которые могут деформироваться, протискиваться в труднодоступные места и безопасно взаимодействовать с хрупкими предметами.
В настоящее время большинство мягких роботов ограничены узкоспециализированными функциями. Например, они реагируют на один-единственный фактор (например, свет или тепло) и ограничены одной средой: сушей или водой.
Попытки объединить эти возможности часто приводили к возникновению противоречивых сигналов и ненадежной работе.
«Поэтому основная задача заключалась в разработке единой системы, способной гармонично интегрировать несколько «чувств» окружающей среды, позволяя одному мягкому роботу адаптироваться и согласованно действовать на динамической границе между водой и сушей», — пояснили исследователи в пресс-релизе.
Команду вдохновило то, как насекомые непрерывно и синергетически интерпретируют свое окружение.
Целью было создание мягкого робота, который мог бы воспринимать и реагировать на несколько сигналов окружающей среды одновременно.
Это привело к разработке многослойной композитной пленки, действующей как усовершенствованная «искусственная мышца».
Интересно, что новая конструкция аккуратно разделяет различные реакции робота, решая проблему помех, которая ограничивала роботов прошлого.
Робот использует сильную перекатывающуюся походку.
Новый робот весит всего 8 миллиграммов.
Процесс изготовления начинается с обычной полиимидной (ПИ) пленки, химически модифицированной для создания слоя полиаминовой кислоты (ПАА), очень чувствительного к изменениям температуры и влажности.
Отдельный слой силиконовой резины, в который внедрены магнитные частицы неодима-железа-бора (NdFeB), связан с пленкой ПИ-ПАА.
Этот «трехслойный сэндвич» обеспечивает мощную тройку реакций: температуру, влажность и магнитные поля.
На поверхности воды он развивает скорость до 9,6 см/с — «производительность, сравнимую с настоящими жуками-вертячками».
Робот использует мощную перекатывающуюся походку, управляемую вращающимся магнитным полем. Это движение позволяет ему преодолевать различные рельефы, включая подъёмы по склонам и переходы между водой и сушей.
Интересно, что он также достаточно прочен, чтобы нести полезную нагрузку в 2,5 раза превышающую его собственный вес.
Робот доказал свои возможности, транспортируя небольшой камешек по сложной местности, переходя из воды на сушу и обратно в воду.
В этом испытании робот сбросил груз, точно отреагировав на короткий импульс ближнего инфракрасного света. Свет вырабатывал тепло, вызывая изменение формы, что заставило робота развернуться.
После этого робот возвращался в исходную форму и отступал под действием магнитного поля, выполняя полный цикл захвата, транспортировки и целевой доставки.
Эти адаптируемые машины могут быть развернуты в средах, которые в настоящее время слишком опасны или недоступны для людей или обычных роботов.
Исследователи представляют себе будущее, в котором эти роботы могут использоваться для таких задач, как проверка подводных конструкций, отслеживание загрязнения водно-болотных угодий и оказание помощи в ликвидации последствий стихийных бедствий.
Sourse: interestingengineering.com
