Наши опасения насчет того, что тараканы могут легко пролезть через узкие щели, вполне оправданы. Мало того - находясь внутри, зажатые вдвое, они могут перемещаться с такой же высокой скоростью. Это лишь пара пугающих выводов исследователей из Калифорнийского университета в г. Беркли, изучавших способности американского таракана (Periplaneta americana) менее чем за секунду проникать в самые узкие щели.
Подсмотренные исследователями у тараканов особенности позволили создать робота, который может быстро протиснуться через щели. Это новая возможность для поиска и спасения людей в завалах, образующихся после торнадо, землетрясений и взрывов. Пересекая расщелины, тараканы могут выдержать усилие, в 900 раз превышающее массу их тела.
Имитируя технику таракана, руководитель исследования Кошик Джайрам разработал простого и недорогого робота величиной с ладонь, с расползающимися наружу ногами, если сверху надавить на его плотное пластиковое покрытие, имитирующее прочную и гладкую оболочку на спине таракана. Робота назвали CRAM, его подвижная сочлененная конструкция позволяет протиснуться сквозь щели и преодолевать трещины шириной в половину его высоты.
При создании модели робота Джайрам использовал подобную оригами технологию, доступную в виде недорогого комплекта для самостоятельной сборки Dash Robotics – результат предыдущей разработки роботов в Калифорнийском университете в Беркли. Сейчас требуются более надежные варианты для реального тестирования.
«Это только прототип, но он показывает целесообразность нового направления, используя то, что в нашем понимании является наиболее эффективной моделью для мягких роботов в виде животных с экзоскелетами», - отметил один из разработчиков. «Насекомые являются самыми успешными животными на земле. Они встречаются почти всюду, мы должны присматриваться к ним, чтобы понять, как сделать робота, который может делать то же самое».
Последние три десятилетия профессор Роберт Фулл и студенты из лаборатории Poly-PEDAL изучали, как животные ходят, бегают, прыгают, скользят и ползают, чтобы понять основные биомеханические принципы, лежащие в основе передвижения, которые могут быть использованы для разработки более совершенных роботов. Добытые сведения помогли создать роботов с ногами, как у тараканов и крабов, а также с липкими ногами, как у гекконов. 25 лет назад Фулл обнаружил, что американские тараканы могут бегать на двух ногах и развивать скорость до 1,5 метров в секунду. Пройденный за секунду путь в 50 раз превышает длину их тела. Это достижение занесено в Книгу рекордов Гиннеса.
С помощью высокоскоростной камеры, Джайрам снимал перемещение тараканов практически на полной скорости между двумя пластинами, расположенными на расстоянии чуть более половины сантиметра друг от друга, что меньше самой тонкой части тело таракана. Сужая щель, он обнаружил, что они могут проскользнуть и в просвет шириной всего в четверть сантиметра, если сильно мотивированы.
Выяснилось, что передвижению таракана даже в таких условиях способствуют сенсорные волоски на голени, которые в обычных условиях работают как орган осязания. В итоге получается, что между ногами таракана и полом создается высокое трение, а между верхней оболочкой и прижимающей поверхностью низкое.
В конструкции робота-таракана CRAM разработчики последовали этому же принципу: ноги закреплены по краям эластичного покрытия робота, а их специфическая форма в условиях давления сверху позволяет сохранить возможность движения.
В ходе исследовательских экспериментов робот CRAM показал впечатляющие результаты: он выдерживал груз до одного килограмма (а это в 20 раз больше его собственного веса) и показал способность сохранять движение при почти двукратном сжатии — с 75 до 35 миллиметров. Джайрам продолжает тестирование робо-таракана, чтобы определить все его механические свойства.
Надо отметить, что это не первые «тараканьи» разработки Калифорнийского университета. О других интересных проектах мы уже рассказывали на нашем сайте:
Защитная оболочка расширяет возможности роботов-тараканов
Робот-таракан используется как «авианосец» для робота-птицы
Комментарии
(0) Добавить комментарий