Исследователи из North Carolina State University разработали новую конструкцию мягкого робота, который одновременно выполняет три действия: перемещается вперед, вращается и следует по траектории. Устройство, работающее без человеческого или компьютерного контроля, открывает перспективы для разработки технологий мягких роботов, которые можно использовать для навигации по неизвестным средам и их картирования.
Новые мягкие роботы, изготовленные из лентообразных жидкокристаллических эластомеров, получили название “twisted ringbots”. Когда роботов помещают на поверхность с температурой не менее 55 градусов Цельсия, часть ленты, касающаяся поверхности, сжимается. Это вызывает движение качения и чем теплее поверхность, тем быстрее скорость перемещения робота.
"Лента вращается вокруг своей горизонтальной оси, придавая кольцу поступательный импульс", - говорит Цзе Инь, автор статьи о работе и доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии North Carolina State University.
Робот также вращается вдоль своей центральной оси, как пластинка на проигрывателе. При движении вперед робот движется по орбите вокруг центральной точки, по сути, двигаясь по большому кругу. Если он столкнется с препятствием, то продолжит движение вдоль него.
"Такое поведение может быть особенно полезно для картографирования неизвестных сред", - говорит Инь.
Исследователям удалось точно настроить поведение робота, изменив геометрию устройства. Например, они могут контролировать направление вращения робота, перекручивая ленту в ту или иную сторону. На скорость можно влиять, изменяя ширину ленты, количество витков в ней и так далее. В ходе испытаний исследователи продемонстрировали, что робот способен повторять контуры различных замкнутых пространств.
"Независимо от того, как именно робот попадает в эти пространства, он способен добраться до границы и, следуя пограничным линиям, определить контуры пространства - будь то квадрат, треугольник и так далее", - говорит Фанцзе Ци, первый автор статьи и аспирант NC State. Он также определяет пробелы или повреждения в границах".
"Мы также смогли определить границы более сложных пространств, введя в них двух роботов, причем каждый из них вращается в своем направлении, - говорит Ци. - Это заставляет их выбирать разные пути вдоль границы. Сравнивая траектории обоих закрученных кольцевых роботов, мы получаем контуры более сложного пространства".
"В принципе, каким бы сложным ни было пространство, вы сможете составить его карту, если введете достаточное количество закрученных кольцевых ботов, чтобы составить полную картину, - говорит Инь. - А учитывая, что они относительно недороги в производстве, это вполне осуществимо".
Работа "Defected twisted ring topology for autonomous periodic flip–spin–orbit soft robot" была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Комментарии
(0) Добавить комментарий