Ученые превратили проволоку в многоразовых роботов — Naked Science
6 минут
Редакция

Ученые превратили проволоку в многоразовых роботов

Американские инженеры разработали систему для перепрограммирования роботов из проволоки.

giphy_1
©Wikipedia

Несмотря на развитие технологий, проектирование, сборка и обслуживание роботов остается трудоемким процессом. Традиционно подобные механизмы представляют собой электронные устройства, однако в качестве альтернативы рассматриваются также системы из эластичных и даже съедобных материалов. При этом большинство таких прототипов рассчитаны на выполнение крайне ограниченного круга задач, скажем, проводить определенные операции. Чтобы расширить сферу приложений, исследователям необходимо создать сравнительно простую конструкцию, которая помимо функций позволит программировать, в том числе свою геометрию. Ранее такого (модульного) робота продемонстрировали швейцарские инженеры.

 

В новой работе сотрудники Корнеллского университета, Массачусетского технологического института и Колумбийского университета представили прототип робота, форма которого может корректироваться специальным аппаратом. Заготовка, из которой формируется устройство, представляет собой три фрагмента металлической проволоки, которые объединены двумя моторами. Они рассчитаны на вращение отрезков вокруг оси. Для изменения формы авторы создали установку, которую назвали 1D-принтером. Она состоит из колеса со штырем, изгибающего проволоку при повороте. Проектированием занимается эволюционный алгоритм, поэтому ожидается, что со временем производительность роботов будет возрастать.

 

По словам ученых, чтобы подготовить робота, требуется поместить проволоку в 1D-принтер, указать задачи и условия, в которых механизм будет действовать. Затем алгоритм автоматически рассчитывает оптимальную форму и запускает процесс производства. Так, для передвижения по трубе проволока будет деформирована таким образом, чтобы устройство могло зацепиться сразу в двух точках и перемещаться в нужном направлении за счет моторов. В случае ровной поверхности конструкция, вероятно, примет форму, наиболее подходящую для перекатывания. Возможность повторного использования обусловлена включением в проволоку алюминия — этот металл легко поддается механической обработке.

 

Исследователи отмечают, что технология может применяться в разных областях. Например, после усовершенствования она будет актуальна для космических миссий: теоретически описанный аппарат может размещаться в зондах и модулях и по мере необходимости изготавливать дешевых роботов под конкретную задачу. Также, по сравнению с узкоспециализированными механизмами, это поможет снизить нагрузку на ракеты-носители. Между тем идея быстро производимых роботов реализовалась и ранее. В 2015 году специалисты из Массачусетского технологического института предложили печатать роботов с гидравлическими узлами на 3D-принтере. За счет простоты конструкции они почти не нуждались в дальнейшей доработке.

 

Подробности работы представлены в журнале IEEE Robotics and Automation Letters.

 

Помимо сложности в сборке многие современные прототипы роботов ограничены традиционными источниками энергии. В качестве альтернативы осенью минувшего года британские ученые представили машину, которая извлекает энергию из живых организмов.

 

Демонстрация технологии / ©Sebastian Risi

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Позавчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

Позавчера, 08:27
11 минут
Мария Азарова

Ученые из Университетского колледжа Лондона рассказали о случае 45-летнего пациента, перенесшего Covid-19 в достаточно тяжелой форме: примерно через 40 дней после заражения он начал ощущать звон в ушах и внезапную потерю слуха.

Позавчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

16 октября
53 минуты
Александр Березин

Одни говорят, что в мире миллионы тонн ядерных отходов и что их никогда не удастся надежно захоронить, в связи с чем Гринпис перекрывает железные дороги, по которым везут ядерные материалы, и требует свернуть всю ядерную отрасль в одночасье. Другие утверждают, что реальные ядерные отходы от деятельности АЭС во всем мире помещаются в куб со стороной десять метров. Как понять, кто прав, а кто — нет? И почему то, что для одних — «отходы», другие рассматривают как ценную инвестицию в будущее? Попробуем разобраться.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: