Оборудованный колесами и роторами, бот может превратиться из наземного дрона в квадрокоптер за считанные секунды.
Ключевые выводы
- Новую металлическую сетку можно использовать для создания очень гибких мягких роботов.
- Материал может быть чрезвычайно деформирован, а затем повторно расплавлен в свою первоначальную форму.
- Дизайн мягкого робота основан на японском искусстве киригами, разновидности оригами, в которой бумага одновременно разрезается и складывается
Хотя такие роботы, как Spot от Boston Dynamics или руки-манипуляторы, которые собирают автомобили, могут совершать довольно впечатляющие подвиги, они все же довольно ограничены своей фиксированной формой. Для некоторых приложений может потребоваться немного более гибкий робот. В статье, недавно опубликованной в журнале Science Robotics, описывается новый тип робота, призванный удовлетворить эти потребности.
Используя «трансформирующийся» материал, исследователи разработали робота, который может трансформироваться из плоской формы в различные сложные формы. Хотя роботы, созданные для исследования, служат скорее доказательством концепции, а не продуктом, готовым к промышленному использованию, дизайн знаменует собой прогресс в области мягкой робототехники, демонстрируя материал, достаточно мягкий, чтобы менять форму, но достаточно прочный, чтобы выполнять различные функции..
Мощный материал для морфинга
Материал состоит из металлических трубок, вставленных в листы резины. Эти листы структурированы в виде узоров, основанных на японском искусстве киригами, разновидности оригами, в которой бумага разрезается и складывается. (В последние годы структурные преимущества и пластичность, обеспечиваемые конструкциями на основе киригами, вдохновили множество инженерных исследовательских групп.)
Изначально плоский сетчатый лист, материал может трансформироваться в сложные формы в зависимости от ситуации. Когда требуется новая форма, сетка изгибается в новую структуру. Чтобы вернуть ей первоначальную форму, маленькие нагреватели в сетке плавят металл - особый тип металла, называемый сплавом с низкой температурой плавления, - в то время как резиновая трубка возвращается к своей первоначальной форме. Затем металл повторно затвердевает.
Этот процесс может происходить всего за одну десятую секунды, и его можно повторять много раз без сбоев. Важно отметить, что если что-то сломается, это можно починить, нагрев и изменив форму композита. В совокупности материал обладает тем, что его создатели называют «обратимой пластичностью».” Это позволяет делать довольно примечательные вещи, например, трансформацию робота из наземного транспортного средства в небольшой летающий дрон, а затем обратно без повреждений.
Исследователи также использовали этот материал для создания корабля, который может плавать на поверхности воды, а затем погружаться подобно подводной лодке; дальнейшие изменения позволяют кораблю собирать предметы своим корпусом, прежде чем вернуться в форму.
Будущие приложения
Реальное применение такого робота-оборотня еще предстоит увидеть. Исследователи предполагают, что материалы могут быть использованы для создания машин, которые могут самовосстанавливаться, по-новому взаимодействовать с людьми или даже носиться. Одним из многообещающих аспектов этих конструкций является то, что они достаточно прочны, по крайней мере, в этом масштабе, чтобы выдерживать нагрузки от двигателей и силовых установок.
Тем не менее, это не первый созданный мягкий робот. Но используемый здесь материал является новым и представляет собой подход, отличный от существующих моделей. Те модели, которые предназначены для таких разнообразных задач, как исследование океанов или помощь в повышении мобильности, также находятся на ранних стадиях разработки. Роботы, изготовленные из мягких материалов, помимо их способности изменять форму или выдерживать условия, с которыми не справились бы более традиционные роботы, были бы более безопасными для людей во многих ситуациях и могли бы допускать автоматизацию в ситуациях, когда это в настоящее время нецелесообразно или небезопасно.