Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.

4

Морская лилия подсказала ученым конструкцию подводного робота с двумя приводами

Ученые Университета штата Северная Каролина (США) создали мягкого подводного робота, способного двигаться в трех измерениях всего с двумя приводами. Это позволяет значительно упростить конструкцию, которая обычно необходима для столь высокой маневренности.

Морская лилия подсказала ученым конструкцию подводного робота с двумя приводами / © NCSU 
Морская лилия подсказала ученым конструкцию подводного робота с двумя приводами / © NCSU 

Прототип вдохновлен морскими лилиями  — беспозвоночными, которые способны перемещаться в разных направлениях и зависать в толще воды, координируя движения своих конечностей.

Робот состоит из четырех эластичных крыльев, расположенных вокруг центрального диска. Крылья обладают монустабильностью: под действием привода они изгибаются, а после прекращения воздействия благодаря упругости самостоятельно возвращаются в исходное положение.

Такая механическая конструкция позволяет роботу выполнять несколько типов движений без отдельного привода для каждого направления. По словам исследователей, система основана на принципе «механического интеллекта», при котором физическая структура робота сама помогает определять характер его движения, снижая объем управляющих команд, необходимых компьютеру или оператору. Обычные системы с сопоставимой трехмерной маневренностью, как правило, требуют не менее шести приводов.

Два привода расположены внутри центрального диска и управляют всеми четырьмя крыльями. Когда оба привода включаются, крылья резко опускаются вниз. После отключения приводов эластичные крылья возвращаются вверх. Если быстро повторять этот цикл, робот начинает взмахивать крыльями и подниматься в воде. При более медленных взмахах робот способен сохранять положение в толще воды и зависать на месте. Исследователи называют этот режим «режимом медузы». Та же конструкция позволяет роботу перемещаться горизонтально — для этого достаточно изменить характер работы приводов. При включении только одного из них соответствующее крыло начинает двигаться подобно хвостовому плавнику, толкая робота вперед или назад. Этот режим исследователи называют «режимом рыбы».

© NCSU

Робот также способен вращаться вокруг центральной оси. Быстро попеременно включая два привода, ученые создают асимметричные движения крыльев, заставляющие робота вращаться. Этот «режим ротора» обеспечивает управление направлением движения и позволяет роботу маневрировать под водой. Таким образом, три режима движения дают мягкому роботу возможность управлять вертикальным и горизонтальным перемещением, а также вращением. Исследователи продемонстрировали, как робот исследует подводную среду с помощью камеры, а также поднимает различные объекты — как самостоятельно, так и совместно с другими роботами.

По мнению исследователей, компактная конструкция может стать основой для подводных роботизированных систем, в которых особенно важны маневренность и механическая простота.

В дальнейшем команда планирует создать полностью беспроводную версию робота и изучить возможные области его применения совместно с исследователями из других научных дисциплин.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK

Комментарии

Написать комментарий
Предстоящие мероприятия
[miniorange_social_login]