Японська техніка кіріґамі допомогла створити м’якого робота-змію

Дослідники з Гарвардського університету створили робота з м’яких матеріалів, що рухається подібно до змії чи хробака. Інженери використали техніку розкрою та складання листового матеріалу, що заснована на японському мистецтві кіріґамі.

Як робототехніка надихається зміями

Інженери з усього світу вже давно експериментують не лише з роботами з металу та твердих пластиків, але й з м’якими матеріалами. Як рушії в них застосовують різноманітні пневматичні та гідравлічні приводи.

Ахмад Рафсанджані з Гарвардської інженерної школи замислився над тим, як зробити м’яких роботів простішими, швидшими та дешевшими. Він спрямував свій погляд на змій, які вміють рухатися зі швидкістю до 22,5 км на годину, використовуючи для цього лише своє позбавлене кінцівок тіло. Виявляється, настільки ефективно ковзати зміям допомагає їхня луска.

Шкіра змій влаштована таким чином, щоб ковзати, коли змія рухається вперед, та чіплятися за поверхню, коли рух припиняється. Фактично, змія використовує свою луску, як точку опори при русі так само, як під час катання на льоду використовуються ковзани.

Зміїна луска
Зміїна луска. Джерело: David Clode

Примусити циліндричний мішок із м’якого полімеру розширюватися та стискатися по команді з пульта було достатньо просто. А ось з лускою виникли проблеми, доки винахідники не згадали про кіріґамі. На відміну від стародавнього мистецтва оріґамі, у якому об’ємні фігури створюють з суцільного листа паперу без жодного розрізу, у кіріґамі все ж дозволяється розрізати папір.

Штучна луска

Дослідники почали з того, що взяли простий плаский лист пластику. За допомогою лазерного різака вони надрізали його таким чином, щоб утворилася безліч частково відділених елементів, розміром близько одного сантиметра. При цьому вони активно експериментували з формою майбутньої луски.

Після того, як у листі були зроблені всі необхідні розрізи, вони огорнули цим листом гідравлічний привод у вигляді циліндру, який міг розтягуватися та стискатися. Під час розширення лист розпрямлявся і перетворювався на гладеньку поверхню. Важливо, що надрізані елементи могли вигинатися, створюючи об’ємні елементи, які могли легко зачепитися за поверхню.

“Ми продемонстрували, що здатність таких кіріґамі-машин здійснювати рух може бути забезпечена шляхом досягнення балансу між геометрією розрізів та протоколом роботи гідравлічного приводу,”

зазначив Рафсаджані, –

“У майбутньому ці елементи можуть бути оптимізовані для покращення чутливості системи.”

Цей “м’який робот” здатний самостійно пересуватися поверхнею, використовуючи навички змії та набір чутливих внутрішніх сенсорів. Джерело: Ahmad Rafsanjani/Harvard SEAS

Новий робот містить всередині себе елементи, необхідні для живлення гідравліки. Керування здійснюється дистанційно, тож за роботом не тягнеться ніяких дротів або шлангів. І хоча  швидкість робота-змії не може зрівнятися зі швидкістю змій, він достатньо впевнено повзе уперед.

“Ми сподіваємося, що заснована на кіріґамі стратегія відкриває шлях до створення одразу кількох нових класів м’яких роботів,”

– говорить голова дослідницької групи професор Катя Бертольді –

“Ці роботи, здатні рухатися різними поверхнями, одного дня зможуть працювати у складних умовах, виконуючи місії з дослідження, перевірки, нагляду, пошуку та порятунку, чи здійснювати складні медичні процедури.”

Тож, якщо ви колись побачите, як галявиною повзе вкрита фіолетовою лускою пластикова сосиска, не лякайтеся. Це не галюцинації, а останнє слово у “м’якій” робототехніці.

Science Robotics (2018), doi: 10.1126/scirobotics.aar7555

The post Японська техніка кіріґамі допомогла створити м’якого робота-змію appeared first on Science Ukraine.

Джерело та деталі: Японська техніка кіріґамі допомогла створити м’якого робота-змію

Місія онлайн-видання Science Ukraine є амбітною та, водночас, важливою для всього суспільства – змінити уявлення про науково-популярну журналістику в Україні; ми створюємо сучасне українське науково-популярне медіа. Ми не абстрагуємось на поверхневій інформації зі ЗМІ, а формуємо та об’єднуємо джерела. Ми навчаємось та навчаємо.

Updated: 27.02.2018 — 18:05
2012 - 2017 © Іменка - RSS новини з сайтів України | Підтримка: Діал інформаційна система | Двигунець: Wordpress | Тема: Frontier