Гибкий пневматический робот умеет ходить и осязать без электронных микросхем и датчиков — Naked Science
Сергей Васильев
4

Гибкий пневматический робот умеет ходить и осязать без электронных микросхем и датчиков

5.4

Инженеры из Калифорнии сконструировали полностью пневматического робота, который использует сжатый воздух и надежную систему клапанов для перемещения ног и контроля за движением.

©UC San Diego

Команда инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего представила прототип робота, который не требует никаких электронных компонентов. Перемещается он при помощи пневматических устройств, связанных с баллоном сжатого воздуха. Разработчики уверены, что такие дешевые, простые и надежные системы найдут широкое применение не только в индустрии игр и развлечений, но когда-нибудь будут использоваться при работе в экстремальных условиях, где обычная электроника не справляется.

Новому роботу посвящена статья Майкла Толли (Michael Tolley) и его коллег, опубликованная в журнале Science Robotics. Каждая из четырех конечностей машины состоит из трех заполняемых воздухом трубок-«мускулов». Каждая трубка управляется независимо, с помощью собственного клапана, который контролирует давление в них. Неравномерное заполнение трубок позволяет изгибать ногу в нужном направлении, то опуская ее на опору, то поднимая вверх. Любопытно, что трубки противоположных конечностей связаны друг с другом, что облегчает их синхронное сгибание и разгибание.

©UC San Diego

Авторы отмечают, что подобные пневматические системы демонстрировали и раньше, однако все они требовали электроники для управления движением. Им же удалось реализовать в виде пневматических устройств и все контролирующие схемы. Реагируя на команду оператора или сигналы датчиков, робот в нужном порядке наполняет трубки конечностей сжатым воздухом и вовремя «сдувает» их, двигаясь в нужную сторону.

©UC San Diego

«Такой подход позволяет создавать довольно сложные “робомозги”, — говорит Майкл Толли. — Однако мы сфокусировались на простейшей “нервной системе”, достаточной для контроля ходьбы». Устройство действительно напоминает работу нервной системы — точнее говоря, безусловных рефлексов. Она использует даже аналог генераторов упорядоченной активности — участков нервной системы, производящих ритмические сигналы, которые позволяют нам координировать моторную активность.

Правда, у робота эту функцию выполняют не живые клетки, а осциллирующая система трубок и клапанов, которые контролируют порядок подачи сжатого воздуха в ту или иную конечность машины. Без электроники реализованы и ее примитивные сенсоры. На иллюстрации можно видеть упругую сферу, заполненную жидкостью и размещенную на выдвижной мачте. Она служит датчиком прикосновения: столкнувшись с препятствием, сфера сдавливается, закрывая управляющий клапан и меняя направление движения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

9 часов назад
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

7 часов назад
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

-
0
+
Вот это прямо жара. Без электроники такую штуку сделать в нашу электронную эпоху - это впечатляет. Что ни говори, а легкодоступность электронных устройств сильно расслабляет и расхолаживает. В плане решения инженерных задач.
    18.02.2021
    -
    0
    +
    "Реагируя на команду оператора" команды оператора как передаются?)
    +
      ещё комментарии
      18.02.2021
      -
      2
      +
      За роботом тянутся трубочки по которым и подаются "команды" оператора" скорей всего точно так же - пневматикой, через перепады давления, а не электрические импульсы. Другой вопрос что скорость передачи электрических сигналов гораздо выше чем волн в жидкости и вряд ли такие "робомозги" смогут похвастаться быстродействием.
    07.03.2021
    -
    0
    +
    Учитывая современный уровень САПР считаю, что мы ещё не всё выжали из механики, гидравлики и пневматики, а и ещё материаловедение нам в помощь 😊. ... Стимпанк ... Дизельпанк... а это настоящий Пневмопанк
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: