Мягкая рыба-робот движется, как настоящая

Мягкие роботы, которые не только имеют мягкую оболочку, но и перемещаются за счет жидкости, протекающей через гибкие каналы, стали достаточно популярной темой исследования, есть даже специальный журнал Soft Robotics.

В одном из номеров журнала за этот год, исследователи MIT сообщают о первом автономном мягком роботе, способном быстро перемещаться. Роботизированная рыба может выполнить обходной маневр, движением тела изменить направление и, все это делается за доли секунды или почти так же быстро, как реальная рыба.

“Нам очень нравятся мягкие роботы по целому ряда причин”, говорит Даниэл Рус, профессор компьютерных наук и инженерии, руководитель лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института и один из исследователей, которые спроектировали и построили эту рыбу. "Роботы все активнее входят в нашу жизнь и гораздо проще сделать роботов безопасными, если их тела будут мягкими, что устранит любую опасность при общении с ними".

Еще одной причиной для изучения мягких роботов, говорит Рус, стало то, что с мягкими машинами легче работать. Для большинства роботизированных систем наивысшим приоритетом при перемещении является предотвращение столкновений с окружающими объектами. Это часто приводит к неэффективному движению, потому что робот должен находить безопасную траекторию для перемещения, что может тормозить движение.

С мягкими роботами столкновения не представляют большой опасности для обоих роботов и окружающей среды. "В некоторых случаях, столкновение даже выгодно для таких роботов, потому что они могут использовать силу отдачи для ускорения перемещения", - говорит Rus.

Но новый робот рыба был разработан, чтобы исследовать еще и третье преимущество мягких роботов: "Тот факт, что тело постоянно деформируется позволяет принимать бесконечное число форм, что не достижимо с машинами, которые собраны на шарнирах," говорит Rus. Постоянное искривление тела рыбы, когда она изгибает его, позволяет очень быстро менять направление. Что недоступно для жестких роботов.

Роботизированная рыба была задумана Andrew Marchese, аспирантом Массачусетского технологического института, позже к разработке подключились Рус и научный сотрудник Cagdas D. Onal. Вдоль каждой стороны хвоста рыбы проходит длинный волнистый канал. Углекислый газ высвобождается из емкости в животе рыбы и, заполняя каналы, сгибает хвост в противоположном направлении.

Каждая половина хвоста рыбы имеет всего два контрольных параметра: диаметр сопла, через который выпускается газ в канал и количество времени, когда сопло открыто. В экспериментах обнаружили, что угол смены направления может быть почти от нуля до 100 градусов и почти полностью зависит от продолжительности открытия сопла, в то время как скорость почти полностью зависит от диаметра сопла. Эта "связка" из двух параметров является аналогом реального биологического механизма рыбы.