Роботы-медузы оказались быстрее живых прототипов
Инженерам-исследователям из университетов Северной Каролины (North Carolina State University) и города Темпл (Temple University) удалось, наконец, разработать полностью мягких, медузоподобных роботов. Об успешном проекте сообщило издание ScienceDaily.
При создании роботов-медуз использовались так называемые «предварительно напряженные» полимеры. Именно они позволяют сделать мягких роботов подвижными и достаточно мощными. По мнению американских ученых, разрабатывающих мягких роботов, эти устройства более перспективны, чем жесткие и в скором будущем имеют шансы превзойти своих, менее гибких коллег.
В Северной Каролине над созданием мягких роботов работают уже не один год. Прежде конструкторам удавалось делать роботов-гепардов, которые при всей своей мягкости и гибкости (которую обеспечивают специальные полимеры) не могли обходиться без жесткого каркаса-«позвоночника».
Робот-медуза получился значительно более медлительным, что стало платой за полное отсутствие жестких элементов конструкции.
Принцип движения робота-медузы основан на сочетании двух слоев одного и того же эластичного полимера. Один слой материала предварительно растягивают, создавая так называемый напряженный слой, второй полимер не подвергается изначальному напряжению и включает в себя воздушный канал. Нагнетая в канал воздух, робота можно заставить изгибаться. При этом за счет толщины предварительно напряженного слоя есть возможность контролировать направление и форму изгиба.
Первый созданный мягкий робот по своим движениям напоминал личинку насекомого, свертывающее свое тело, затем прыгающего вперед, быстро высвобождая накопленную энергию.
Робот-медуза немного сложнее. Он обладает предварительно напряженным дискообразным слоем, растянутым в четырех направлениях. Его канальный слой в виде кольца позволяет сформировать купол, который и выглядит как медуза.
Когда робот-медуза «расслабляется», купол изгибается вверх, как неглубокая чаша. Когда воздух закачивается в канальный слой, купол быстро изгибается вниз, выталкивая воду и продвигаясь вперед. В ходе экспериментальных испытаний робот-медуза продемонстрировал среднюю скорость передвижения в 53,3 мм в секунду. Создатели полагают, что это великолепный результат, учитывая, что ни один из трех исследованных ими видов настоящих медуз-прототипов не может перемещаться быстрее 30 мм в секунду.
Следующим этапом стало создание мягкого робота с захватами. За счет напряженного слоя они способны удерживать груз в состоянии покоя (то есть не затрачивая на это лишней энергии). Захваты раскрываются при подаче воздуха, то есть только для того, чтобы выпустить груз. Таким образом, совершенствуя функциональность мягких роботов и их скоростные качества, исследователи пытаются расширить круг применения такого рода устройств.
Пока нет данных о создании серийных прототипов мягких роботов, но, если верить американским исследователям-энтузиастам, оно уже не за горами.