"Гениальное поведение": ученые создали прорывного робота из простой игрушки

Исследователи из Университета Цинхуа разработали безколесного, выворачивающегося мягкого робота под названием WHERE-Bot, который может безопасно перемещаться в неструктурированной среде, не используя датчики для обнаружения препятствий. Об этом пишет Tech Xplore.

Как отмечают в издании, за последние десятилетия робототехники представили множество систем, которые могут перемещаться в различных ландшафтах, на земле, в воздухе и даже в воде. Более того, исследовательская группа из Южной Кореи разработала "жидкого" робота, который может выдерживать любые удары и проходить сквозь прутья.

В свою очередь WHERE-Bot являет собой робота на основе спирального кольца, который может выворачиваться наизнанку, двигаясь необычными способами. Эта конструкция была вдохновлена обычной игрушкой.

"Однажды, во время одной из лабораторных встреч, мы играли с игрушкой-пружинкой. Неожиданно на ум пришла новая идея: а что если соединить голову и хвост пружинной игрушки? Соединив два ее конца, пружину можно было бы бесконечно выворачивать наизнанку — движение, которое мы теперь называем "выворачиванием", — вспоминает старший автор исследования Шугуан Ли.

Ученые задались вопросом, как подобное модифицированное спиральное кольцо будет вести себя в различных средах: на земле, вдоль трубы, под водой, на песке и даже в воздухе. Они приступили к изучению основных свойств спиральных колец, пытаясь понять, как они движутся. В конечном итоге это привело к разработке WHERE-Bot, робота на основе спирального кольца.

Особенность WHERE-Bot заключает в том, что он может ориентироваться в непредсказуемых условиях, не полагаясь на датчики для обнаружения близлежащих объектов и планирования будущих движений. Когда кольцо касается земли, несбалансированное распределение массы робота вызывает асимметричное распределение трения, заставляя робота вращаться самостоятельно и двигаться в сторону более тяжелой стороны.

"Мы успешно превратили простую игрушку на пружине в мобильного робота с исключительными кинематическими свойствами. Подобно быстро соображающей рептилии, когда робот сталкивается с препятствием, его пружина выворачивается, чтобы помочь ему отступить, обеспечивая безопасное и надежное движение без застревания. Это гениальное поведение не только позволяет ему исследовать границы неизвестных территорий, но и открывает захватывающие практические применения", — подчеркнул Ли.

Подобного робота можно использовать, чтобы удаленно определять форму пещер или других подземных сред, раскапывать песчаную местность для обнаружения скрытых структур, проверять трубы и даже проектировать новые всенаправленные бамперные машинки или другие развлекательные роботизированные системы.

В будущем ученые намерены усовершенствовать WHERE-Bot, чтобы он мог перемещаться в более широком диапазоне сред. В частности, для робота планируют подобрать более прочные материалы, чтобы он был прочнее и справлялся со сложными рельефами.