Артроботы – мягкие и гибкие

Нет не членистоногих, которые являются непостоянные насекомые и страшные пауки – но членистоботы, которые являются своего рода робот членистоногих. Они двигаются, как насекомые, и они новый класс мягких роботов. 

Вдохновленные членистоногими насекомыми и пауками, исследователи создали совершенно новый тип полумягокых роботов, способных стоять и ходить с помощью соломинки и надувных труб. Команда даже смогла создать роботизированный водяной страйдер, способный толкать себя вдоль поверхности воды.

Артроботы из Гарвардского университета профессор Джордж Уайтсайдс и Алекс Немироски, бывший аспирант и описаны в недавно опубликованной статье в журнале Soft Robotics. Цитата из его абстрактного:

“Артроботы” – вдохновленные, в частности, опорно-двигательным заводом членистоногих (пауков и насекомых, в частности) – сочетают в себе механическое соответствие, легкую и простую конструкцию, а также недорогую, но масштабируемую конструкцию. Экзоскелет, построенный из тонких органических полимерных трубок, обеспечивает легкую структурную поддержку. Пневматические суставы, смоделированные по образцу гидростатических суставов пауков, обеспечивают актуацию и присущее ей механическое соответствие внешним силам. Надувная эластометрическая трубка («воздушный шар») обеспечивает активное расширение конечности; противоположное упругое сухожилие обеспечивает пассивное опровержение.

Роботы, построенные из этих структурных элементов, демонстрируют:

i) ползать с одной или двумя конечностями

ii) ходьба с четырьмя или шестью конечностями (включая треугольную походку, похожую на насекомое)

iii) ходьба с восемью конечностями,

iv) плавающие и гребле на поверхности воды

Артроботы имеют двойные преимущества быть простым в изготовлении и быть безопасным для работы вокруг людей. 

ФИГ. 1. Поперечные эскизы, сравнивающие анатомию паутинного сустава с анатомией соединения, вдохновленного пауком, и сфабрикованных суставов. а) сосуды типичного паукообразного сустава (часть открытой кровеносной системы); суставы складываются мехом, как конфигурация. (B) Мускулатура типичного сустава паука. (C) Эскиз подробно, как гемолимфа (кровеносная жидкость членистоногих) вытекает из артерии, чтобы заполнить и в конечном итоге расширить совместные гидравлически расширить конечности. Схематики в (A-C) модифицируются из Ref.15 (D) Эскиз паука вдохновили совместных формируется из пластиковой трубки с выемкой, эластометрический “воздушный шар”, и пассивный эластометрический сухожилия. (E) Эскиз подробно расширение паука вдохновили совместных через пневматическое расширение эластометрический шар. (F) Эскиз подробно расширение паука вдохновили сустава, где пневматическое расширение эластометрический шар ограничен на основе волокна рукав, который является гибким, но неисчерпаемым. (G) Схема конечности с двумя одинаковыми приводами. Изображения конечности с обоими приводами негерметизируются (H) и под давлением ДОП 70 кПа (I).

В отличие от предыдущих поколений мягких роботов, которые могли стоять и неловко ходить, надувая воздушные камеры в их телах, новые роботы предназначены для гораздо проворнее. Хотя реальные приложения все еще далеки, исследователи надеются, что роботы в конечном итоге могут быть использованы в поисковых операциях после стихийных бедствий или в зонах конфликтов.

“Если вы посмотрите по всему миру, Есть много вещей, как пауки и насекомые, которые очень проворны. Они могут быстро двигаться, подниматься на различные предметы, и способны делать то, что большие, жесткие роботы не могут сделать из-за их веса и форм-фактора. Они являются одними из самых универсальных организмов на планете. Вопрос был в том, как мы можем построить что-то подобное?»

Ответ, сказал Немироски, пришел в виде соломы для питья:

“Все началось с наблюдения, что Джордж сделал, что полипропиленовые трубки имеют отличную прочность к весу соотношение. Это открыло дверь к созданию чего-то, что имеет более структурную поддержку, чем чисто мягкие роботы … Затем мы черпали вдохновение из членистоногих, чтобы выяснить, как сделать сустав и как использовать трубки в качестве экзоскелета. Оттуда был вопрос о том, как далеко может зайти ваше воображение? 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *