Исследователи из North Carolina State University продемонстрировали гусеницеподобного мягкого робота, который может двигаться вперед, назад и протискиваться в узкие пространства. Этот робот управляется серебряными нанопроводами, которые используют тепло для управления изгибом тела, позволяя пользователям управлять им в любом направлении.
"Движение гусеницы контролируется местной кривизной ее тела - ее тело изгибается иначе, когда она тянет себя вперед, и иначе, когда она толкает себя назад, - говорит Йонг Зу, автор соответствующего доклада. - Мы черпали вдохновение в биомеханике гусеницы, чтобы имитировать эту локальную кривизну и использовать нанопроволочные нагреватели для управления аналогичной кривизной и движением робота".
"Создание мягких роботов, которые могут двигаться в двух разных направлениях, является важной задачей в мягкой робототехнике, - продолжает Зу. - Встроенные нанопроволочные нагреватели позволяют нам контролировать движение робота двумя способами. Мы можем контролировать, какие участки робота изгибаются, управляя схемой нагрева в мягком роботе. И мы можем контролировать степень изгиба этих секций, контролируя количество подаваемого тепла".
Робот-гусеница состоит из двух слоев полимера, которые по-разному реагируют на воздействие тепла. Нижний слой сжимается при воздействии тепла, а верхний слой расширяется. В верхний слой полимера встроен узор из серебряных нанопроводов. Узор включает в себя несколько точек подвода, к которым исследователи могут прикладывать электрический ток. Исследователи могут контролировать, какие участки нанопроволочного узора нагреваются, подавая электрический ток в разные точки, и контролировать количество тепла, подавая больший или меньший ток.
"Мы продемонстрировали, что робот-гусеница способен тянуть себя вперед и толкать назад, - говорит Шуан Ву, первый автор статьи. - В целом, чем больше сила тока, тем быстрее он двигался в любом направлении. Однако мы обнаружили, что существует оптимальный цикл, который дает полимеру время на охлаждение, что позволяет "мышце" расслабиться, прежде чем снова сократиться. Если мы пытались привести робота в движение слишком быстро, тело не успевало "расслабиться", прежде чем снова сократиться, что нарушало его движение".
Исследователи также продемонстрировали, что движение робота-гусеницы можно контролировать до такой степени, что пользователи могли направлять его под очень низкую щель. По сути, исследователи могли контролировать движение как вперед, так и назад, а также то, насколько высоко робот наклоняется вверх в любой момент этого процесса.
"Такой подход к управлению движением мягкого робота является очень энергоэффективным, и мы заинтересованы в изучении способов, с помощью которых мы могли бы сделать этот процесс еще более эффективным, - говорит Зу. - Следующие шаги включают интеграцию этого подхода к локомоции мягких роботов с датчиками или другими технологиями для использования в различных приложениях - таких как поисково-спасательные устройства".
Статья "Caterpillar-Inspired Soft Crawling Robot with Distributed Programmable Thermal Actuation" опубликована в журнале с Science Advances.
Комментарии
(0) Добавить комментарий