Вдохновленные медузами мягкие роботы превзошли живых собратьев — Naked Science
5 минут
Мария Кривоченко

Вдохновленные медузами мягкие роботы превзошли живых собратьев

Инженеры разработали мягких роботов, внешне похожих на медуз. Новая конструкция позволяет им быть более мощными и производительными, чем предыдущие модели, и двигаться быстрее самих животных.

Иллюстрация мягкого робота-медузы. / © НГУ им. н. э. Баумана
Иллюстрация мягкого робота-медузы. / © НГУ им. н. э. Баумана

Мягкая робототехника специализируется на создании роботов из материалов, похожих на ткани человеческого организма. Машины более гибкие, адаптивные и безопасные для людей, что делает их удобными для использования в медицине и на производстве. «Наши предыдущие работы сосредоточились на создании мягких роботов, на которых нас вдохновили гепарды, но, хотя они были очень быстрыми, у них все еще был жесткий внутренний позвоночник», — говорит Цзе Инь, доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии Университета штата Северная Каролина и автор статьи о новом роботе в журнале Advanced Materials Technologies.

Робот-гепард был одной из самых быстрых моделей в «мягкой» робототехнике. Его работа строилась по принципу переключения между двумя состояниями: во время движения он сгибал и разгибал «позвоночник», что обеспечивало ему достаточный отрыв от земли и высокую скорость (старые модели могли передвигаться только как гусеницы). Однако твердый хребет снижал производительность.

Ученые решили создать робота, который будет двигаться по такому же принципу, но состоять только их мягких материалов. Они сконструировали его из трех слоев эластичного полимера: верхний сильно натянут, а нижний содержит внутри кольцеобразный воздушный канал — в итоге образуется купол. Между ними находится третий, ненапряженный слой, который заставляет механизм двигаться в определенном направлении. В расслабленном состоянии он изгибается и выглядит как чаша, а когда в канал корпуса поступает воздух, то расправляется и становится похож на медузу, с силой выталкивая ранее собравшуюся воду и двигаясь вперед. Во время эксперимента роботу удалось разогнаться до 53,3 миллиметра в секунду (для сравнения, обычные медузы, за которыми наблюдали ученые, двигались со скоростью до 30 миллиметров в секунду).

Исследовательская группа показала еще несколько моделей. Первая — быстродвижущийся механизм, похожий на гусеницу. Он предварительно сворачивается, а потом выбрасывает свое тело вперед за счет накопленной энергии. Робот тоже состоит из трех слоев: верхнего — натянутого, нижнего с воздушным каналом внутри и третьего — расслабленного, который заставляет его двигаться как личинка.

Наконец, ученые создали трехсторонний робот-захват. Большинство захватов изначально открыты, и им нужна энергия, чтобы удерживать груз. Конструкция новой модели иная: щупальца робота сжаты, и нужно приложить усилия, чтобы разжать их. Как только они окружают цель, то автоматически закрываются и крепко ее держат. «Преимущество здесь в том, что вам не нужна энергия, чтобы держаться за объект во время транспортировки, — это более эффективно», — уверен Инь.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

8 часов назад
7 минут
Ольга Иванова

Антрополог из Цюрихского университета Ицхак Бен Мокко провел исследование, посвященное человеческим репродуктивным привычкам. В частности, он попытался ответить на вопрос, почему люди предпочитают заниматься сексом наедине, в то время как почти все остальные животные делают это в присутствии сородичей.

3 августа
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[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: