Этот мягкий робот ротини мог перемещаться с легкостью

Исследователи из Penn Engineering разработали мягких роботов, которые могут перемещаться в сложных средах, таких как лабиринты, без вмешательства человека или компьютерного программного обеспечения.

Хотя автономия в робототехнике, построенной из мягких материалов, важна, создание автономных мягких роботов, которые могут разумно взаимодействовать и адаптироваться к меняющейся среде без внешнего управления, остается сложной задачей.

Таким роботам обычно требуется программный командный центр, похожий на мозг, который объединяет встроенные датчики, управление, вычисления и принятие решений.

В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи из Университета штата Пенсильвания и штата Северная Каролина разработали мягких роботов, способных перемещаться в сложных средах, таких как лабиринты, без участия человека или компьютерного программного обеспечения.

Шу Ян, профессор Джозефа Бордоньи и заведующий кафедрой материаловедения и инженерии, выступил соавтором статьи.

Ян является экспертом по свойствам жидкокристаллических эластомеров, материала, из которого сделаны мягкие роботы.

Благодаря этим свойствам и своей форме — скрученной ленте, напоминающей полупрозрачные ротини — роботы демонстрируют концепцию, называемую «физическим интеллектом»: структурный дизайн и «умные» материалы — это то, что позволяет мягкому роботу ориентироваться в различных ситуациях, а не вычислительный интеллект.

При размещении на поверхности с температурой не менее 55° по Цельсию (131° по Фаренгейту), которая горячее окружающего воздуха, часть ленты, касающаяся поверхности, сжимается, а часть ленты, контактирующая с воздухом, – нет.

Это вызывает вращательное движение ленты. Чем теплее поверхность, тем быстрее она катится.

«Я заметил, что поведение защелки, — говорит Ян, — отличается от типичного поведения скручивания и раскручивания, вызванного усадкой материала.

Если бы спирали только скручивались и раскручивались, они не могли бы подпрыгивать и двигаться, но это щелканье придает спирали упругую энергию при контакте с препятствием, позволяя ей подпрыгивать и становиться «автономной».

Способность робота перемещаться в лабиринтной среде подчеркивает кажущиеся бесконечными возможности использования его в сложных, неструктурированных условиях, таких как дороги и суровые пустыни, которые могут включать сбор тепловой энергии из естественной среды.

Автор Эбони Джонсон.