Исследователи из Гётеборгского университета создали мягкого робота, который передвигается без жёстких деталей и традиционных механизмов, вдохновляясь движением гусеницы-землемера.
Устройство использует искусственную мышцу из полимера и углерода, сокращающуюся под напряжением, и способно ползать по рельефным поверхностям.
Прототип проработал четыре месяца без потери характеристик, а его конструкция устойчива к проколам и потенциально пригодна для исследования Марса.
Главные мысли за 1 минуту:
- Мягкий робот от Гётеборгского университета имитирует движения гусеницы-землемера и не содержит жёстких деталей.
- Сердце устройства — искусственная мышца из слоёв полимера и углерода, которая расширяется на 10% при подаче напряжения и сокращается при его отключении.
- Робот использует гибкую пластиковую дугу для преобразования движений в поступательное перемещение, цепляясь за рельеф.
- Прототип проработал 4 месяца без ухудшения характеристик, а слой углеродных нанотрубок позволяет ему двигаться даже после проколов.
- Перспективные сферы применения — автономная инспекция трубопроводов, канализации и будущие марсианские миссии, благодаря устойчивости к радиации.
Бионика без шестерёнок
Группа учёных из Гётеборгского университета представила экспериментального робота, который принципиально отличается от привычных механических конструкций. В нём нет ни моторов, ни шарниров — движение обеспечивает искусственная мышца, вдохновлённая гусеницей-землемером. Такие насекомые перемещаются, циклически сокращая и растягивая тело. Разработка относится к перспективному направлению мягкой робототехники, где гибкие материалы заменяют жёсткие узлы. Авторы считают, что подобные устройства в будущем возьмут на себя обследование трубопроводов и даже работу на поверхности Марса.
Как работает искусственная мышца
Исследователь Хари Пракаш Танабалан сконструировал пятислойный «сэндвич» из полимерной мембраны и углеродных электродов. Толщина этого материала — примерно с человеческий волос. После сворачивания в цилиндр он превращается в искусственную мышцу: при подаче слабого напряжения полимер расширяется, а при отключении — сжимается до исходных размеров.
Между концами цилиндра закрепили гибкую пластиковую дугу. Когда мышца удлиняется, дуга распрямляется и цепляется за неровности поверхности; когда мышца укорачивается — дуга изгибается и подтягивает корпус. Так робот имитирует «шаги» гусеницы.
Тесты и устойчивость к повреждениям
Эксперименты показали: при подаче питания цилиндр увеличивается примерно на 10%. Робота испытывали на разных рифлёных поверхностях — он стабильно двигался поперёк борозд независимо от их ориентации. Прототип работал по четыре часа в день более четырёх месяцев без потери характеристик.
Для защиты конструкцию покрыли слоем углеродных нанотрубок. Учёные намеренно прокалывали робота иглами насквозь — он продолжал двигаться. Сеть нанотрубок шунтирует повреждённые участки, позволяя электрическим сигналам обходить их и поддерживать работу здоровых зон.
Перспективы: от канализации до Марса
Отсутствие сложных приводов делает робота кандидатом для автономной работы в труднодоступных местах — например, внутри промышленных труб или канализационных коллекторов. Оснащённый камерой, он сможет обследовать системы без участия человека.
Ещё более амбициозная цель — космос. По мнению разработчиков, мягкая конструкция потенциально выдерживает космическую радиацию. Хотя технология пока не готова к запуску, авторы уверены: она открывает дорогу новому поколению биологически вдохновлённых роботов для экстремальных условий.
