Інженери створили робота, який може рухатися як гусінь

Дослідники з університету Торонто розробили маленького робота, який може рухатися подібно до гусені. Ця нова технологія може вплинути на різні галузі, включаючи авіацію та розумну технологію.

Дослідження було опубліковано в Scientific Reports.

Група інженерів на чолі з професором Хані Нагібом займається розробкою розумних матеріалів, особливо електротермальних актуаторів (ЕТА). ЕТА – це пристрої, виготовлені з певних полімерів, які можуть бути запрограмовані так, щоб фізично реагувати на електричні або термічні зміни. Їх можна запрограмувати так, щоб вони імітують м’язові рефлекси, і вони можуть фізично реагувати на температуру, скорочуючись у холоді та розслабляючись при теплі.

Професор Нагіб і його команда інженерів використовують цю нову технологію в робототехніці, розробляючи м’яких роботів, які можуть повзати і закручуватися як гусінь. Іншою областю, де вони будуть важливі, є виробнича промисловість. М’які роботи могли б замінити деякі металеві роботи, які існують зараз.

“Зараз роботи, які ви знаходитесь в промисловості, важкі, тверді та відокремлені від працівників на виробничій площі, оскільки вони становлять загрозу безпеці”, – пояснює Нагіб.

“Але виробнича промисловість модернізується, щоб задовольнити попит. Все більше уваги приділяється взаємодії людини та робота”, – говорить він. “М’які, адаптивні роботи можуть використовувати цю співпрацю.”

Дослідження чутливих матеріалів триває вже давно, але група інженерів відкрила новий спосіб програмування їх для створення рухів гусені.

За словами аспіранта та головного автора статті Ю-Чена (Гері) Суна, “Існуючі дослідження документують програмування ЕТА з плоского стану спокою. Форма-програмованість двовимірної структури обмежена, тому реакція складається лише з згинання”.

Команда використала термічно-індукований, стрес-релаксаційний і твердний метод для створення ЕТА з тривимірним станом спокою. Це відкриває новий набір можливих форм і рухів.

“Що також нове, так це потужність, необхідна для індукції руху гусені. Наша потужність більш ефективна, ніж будь-що, що існувало в науковій літературі досі”, – говорить Сун.

За словами професора Нагіба, ця нова галузь робототехніки може революціонізувати багато галузей, включаючи безпеку, авіацію, хірургію та носимі електронні пристрої.

У ситуаціях, коли люди можуть бути в небезпеці – газовій течії або пожежі – ми могли б оснастити повзучого робота датчиком для вимірювання шкідливої навколишньої середи”, – пояснює Нагіб. “В авіації ми могли б побачити розумні матеріали, які будуть ключем до наступного покоління літаків з крилами, які змінюють форму.”

Перші застосування будуть, ймовірно, у сфері носимої технології.

“Ми працюємо над застосуванням цього матеріалу до одягу. Цей одяг міг би стискатися або розслаблятися залежно від температури тіла, що могло б бути терапевтичним для спортсменів”, – говорить Нагіб. Команда також вивчає, чи можуть розумні одяги бути корисними для травм спинного мозку.

Команда дослідників тепер буде працювати над тим, щоб зробити рух гусені швидшим, і вони будуть зосереджені на нових конфігураціях.

“У цьому випадку ми навчили його рухатися як черв’як”, – говорить він. “Але наш інноваційний підхід означає, що ми могли б навчити роботів імітувати багато рухів – як крила метелика.”