Инженеры создали робота, который может двигаться как гусеница

Исследователи-инженеры из Университета Торонто разработали крошечного робота, который может двигаться подобно гусенице. Эта новая технология может повлиять на различные отрасли, включая авиацию и умную технологию.

Исследование было опубликовано в Научных отчетах.

Группа исследователей-инженеров включает профессора Хани Нагиба. Команда занимается умными материалами, особенно электротермальными актуаторами (ЕТА). ЕТА – это устройства, изготовленные из определенных полимеров, которые могут быть запрограммированы так, чтобы они физически реагировали на электрические или термические изменения. Их можно запрограммировать так, чтобы они имитировали мышечные рефлексы, и они могут реагировать физически на температуру, сжимаясь в холоде и расслабляясь при тепле.

Профессор Нагиб и команда инженеров используют эту новую технологию в робототехнике, и они разрабатывают мягких роботов, которые могут ползать и сворачиваться как гусеница. Другой областью, где они будут важны, является производственная промышленность. Мягкие роботы могли бы заменить некоторые металлические роботы, существующие сейчас.

“Сейчас роботы, которые вы найдете в промышленности, тяжелые, твердые и ограждены от рабочих на заводском полу, потому что они представляют опасность для безопасности”, объясняет Нагиб.

“Но производственная промышленность модернизируется, чтобы удовлетворить спрос. Все больше и больше внимания уделяется включению взаимодействия человека и робота”, говорит он. “Мягкие, адаптируемые роботы могут использовать это сотрудничество”.

Изучение реагирующих материалов существует уже давно, но команда инженеров открыла новый способ программирования их для получения движений робота-гусеницы.

По словам аспиранта и ведущего автора статьи, Ю-Чена (Гэри) Суна, “Существующие исследования документируют программирование ЕТА из плоского состояния покоя. Форма-программируемость двумерной структуры ограничена, поэтому реакция – это только изгиб”.

Команда использовала термически-индуцированный, стресс-расслабляющий и отверждаемый метод для создания ЕТА, имеющего трехмерное состояние покоя. Это открывает целый новый набор возможных форм и движений.

“Также новым является мощность, необходимая для индукции движения гусеницы. Наша более эффективна, чем все, что существовало в исследовательской литературе до сих пор”, говорит Сун.

По словам профессора Нагиба, эта новая область робототехники может полностью революционизировать многие отрасли, включая безопасность, авиацию, хирургию и носимую электронику.

В ситуациях, когда люди могут быть в опасности – утечка газа или пожар – мы могли бы оснастить ползущего робота датчиком для измерения вредной среды”, объясняет Нагиб. “В аэрокосмической промышленности мы могли бы увидеть умные материалы как ключ к следующему поколению самолетов с крыльями, которые меняют форму”.

Первые применения, скорее всего, будут в области носимой технологии.

“Мы работаем над применением этого материала к одежде. Эти одежды могли бы сжиматься или расслабляться в зависимости от температуры тела, что могло бы быть терапевтическим для спортсменов”, говорит Нагиб. Команда также изучает, могут ли умные одежды быть полезны для травм спинного мозга.

Команда исследователей теперь будет работать над тем, чтобы сделать реактивное ползущее движение быстрее, и они будут фокусироваться на новых конфигурациях.

“В этом случае мы обучили его двигаться как червь”, говорит он. “Но наш инновационный подход означает, что мы могли бы обучить роботов имитировать многие движения – как крылья бабочки”.