Исследователи Итальянского технологического института (IIT) в Генуе создали робота, вдохновленного биологией земляных червей, который способен ползать благодаря мягким приводам, которые удлиняются или сжимаются под давлением воздуха.
Прототип был описан в журнале Scientific Reports и он является отправной точкой для разработки устройств для подземных исследований, а также поисково-спасательных операций в замкнутых пространствах и изучения других планет.
Черпать вдохновение в природе и в то же время открывать новые биологические явления, разрабатывая новые технологии - главная цель лаборатории BioInspired Soft robotics, координируемой Барбарой Мацолаи, и этот робот, похожий на земляного червя, последнее изобретение ее группы.
Создание робота, похожего на земляного червя, стало возможным благодаря глубокому пониманию и применению механики локомоции земляных червей. Они используют попеременные сокращения слоев мышц для передвижения как под, так и над поверхностью почвы. Отдельные сегменты их тела (метамеры) имеют определенное количество жидкости, которая контролирует внутреннее давление для оказания силы, и выполняют независимые движения.
Исследователи IIT изучили морфологию земляных червей и нашли способ имитировать движения их мышц, постоянный объем их целомических мешков и функции их щетинок путем создания мягких роботов.
Команда разработала перистальтический мягкий привод (PSA), который реализует движения мышц дождевых червей. Он удлиняется, когда в него закачивается воздух, и сжимается, когда воздух из него откачивается. Все тело роботизированного дождевого червя состоит из пяти последовательно соединенных модулей PSA, соединенных между собой перемычками. Текущий прототип имеет длину 45 см и весит 605 гр.
Каждый привод имеет эластомерную кожу, в которой заключено известное количество жидкости, что имитирует постоянный объем целомической жидкости у червей. Привод демонстрирует максимальное удлинение 10,97 мм при давлении 1 бар и максимальное сжатие 11,13 мм при отрицательном давлении 0,5 бар, что уникально с точки зрения способности генерировать продольные и радиальные силы в одном модуле привода.
Для того чтобы робот двигался по плоской поверхности, к его вентральной поверхности были прикреплены небольшие пассивные фрикционные накладки, созданные по образцу щетинок червей. Робот продемонстрировал локомоцию со скоростью 1,35 мм/с.
Данное исследование не только предлагает новый метод разработки перистальтического мягкого робота, похожего на дождевого червя, но и обеспечивает более глубокое понимание локомоции с точки зрения биоинспирации в различных средах. Потенциальные возможности применения этой технологии обширны, включая подземную разведку, земляные работы, поисково-спасательные операции в подземных средах и исследование других планет.
Комментарии
(0) Добавить комментарий