Самые быстрые мягкие роботы, разработанные исследователями

Группа исследователей разработала новый тип мягкого робота, который быстрее предыдущих версий при движении по твердым поверхностям или в воде. Новый мягкий робот, вдохновленный биомеханикой чита, также может деликатно подбирать объекты и имеет достаточно силы, чтобы поднимать тяжелые объекты.

Статья озаглавлена “Использование упругих нестабильностей для усиления производительности: высокоскоростные и высокосиловые мягкие роботы, вдохновленные позвоночником” и была опубликована в Американской ассоциации содействия развитию науки.

Джи Йин – помощник профессора механической и аэрокосмической инженерии в Университете штата Северная Каролина. Он также является соответствующим автором статьи.

“Читахи – самые быстрые существа на суше, и они получают свою скорость и силу от сгибания позвоночника”, – говорит Йин.

“Мы были вдохновлены чита, чтобы создать тип мягкого робота, который имеет пружинный, ‘бистабильный’ позвоночник, то есть робот имеет два стабильных состояния”, – продолжает Йин. “Мы можем переключаться между этими стабильными состояниями быстро, закачивая воздух в каналы, выложенные мягким, силиконовым роботом. Переключение между двумя состояниями высвобождает значительное количество энергии, позволяя роботу быстро оказывать силу на землю. Это позволяет роботу галопировать по поверхности, то есть его ноги отрываются от земли.

“Предыдущие мягкие роботы были ползущими, всегда оставаясь в контакте с землей. Это ограничивает их скорость.”

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

Предыдущие версии мягких роботов

На плоских и твердых поверхностях предыдущие самые быстрые мягкие роботы могли двигаться со скоростью до 0,8 длины тела в секунду.

Мягкие роботы, созданные группой исследователей, принадлежат к совершенно новому классу роботов, называемому “Использование упругих нестабильностей для усиления производительности” (LEAP). Они значительно превосходят предыдущие роботы, способные двигаться со скоростью 2,7 длины тела в секунду, что более чем в три раза быстрее. Они работают на низкой частоте действия около 3 Гц.

Новые мягкие роботы также могут бежать вверх по крутым склонам, что ранее было большой проблемой или даже невозможно для менее мощных роботов.

Роботы LEAP имеют длину около 7 сантиметров и вес около 45 граммов.

Скорость плавания

Еще одним развитием новых мягких роботов является то, что они имеют улучшенные скорости плавания, которые можно достичь, поменяв ноги на плавник. Когда это сделано, робот LEAP может достичь скорости 0,78 длины тела в секунду при плавании. Предыдущий самый быстрый плавательный робот мог двигаться только со скоростью 0,7 длины тела в секунду.

“Мы также продемонстрировали использование нескольких мягких роботов, работающих вместе, как щипцы, чтобы схватить объекты”, – говорит Йин. “Отрегулировав силу, оказываемую роботами, мы смогли поднять объекты, такие как яйца, а также объекты, весом 10 килограммов или более.”

Группа исследователей планирует увеличить скорость и силу роботов еще больше, рассматривая текущее развитие как только начало. У них есть различные применения в виду, такие как технологии поиска и спасения.

“Потенциальные применения включают технологии поиска и спасения, где скорость имеет решающее значение, и промышленную производственную робототехнику”, – говорит Йин. “Например, представьте себе производственную линию робототехники, которая быстрее, но все еще способна обращаться с хрупкими объектами.

“Мы открыты для сотрудничества с частным сектором, чтобы усовершенствовать способы их включения этой технологии в свои операции.”

Работа была поддержана Национальным научным фондом.