Американские исследователи из Университета Райса и Гарвардского университета создали систему из пластиковых соломинок и резинок для управления мягкими роботами. Система работает с помощью давления воздуха, а не напряжения и тока. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Мягкая робототехника предполагает создание роботов, которые подражают живым организмам. В отличие от жестких роботов мягкие отличаются повышенной гибкостью, адаптируемостью и безопасностью для выполнения задач при взаимодействии с людьми. Таких роботов используют в медицине и производстве.
Американские ученые использовали два компонента: поршнеобразный привод, переводящий давление воздуха в механическую силу, и клапан, который можно включать и выключать. Компоненты были изготовлены из пластиковых соломинок, гибких трубок, резинок, пергамента и термопластичных листов.
Исследовательская группа показала, что эти два компонента могут быть объединены в бистабильный клапан: если нажать кнопку один раз — контакты замкнутся, если второй — разомкнутся. Для переключения между состояниями требуется определенное давление воздуха, которое ученые изменяют, добавляя или вычитая резиновые ленты. Такая схема может быть использована для управления мягким роботом в форме руки или пневматической подушки. Робот размером с обувную коробку сможет выполнить заранее запрограммированные действия. Воссоздание компьютерных схем с использованием давления воздуха вместо напряжения и тока облегчило пневматические вычисления. Программируемость клапанов упрощает работу и помогает создавать дружественные человеку неэлектронные устройства.
«Целью никогда не было полностью заменить электронные компьютеры», — сказал Колтер Декер из Университета Райса, ведущий автор исследования. По его мнению, есть случаи, когда мягкие роботы должны быть запрограммированы для нескольких простых движений. Исследователь считает, что его новая технология будет дешевле и безопаснее, чем традиционные электронные средства управления.
«Студенты в Райсе действительно на высшем уровне, и Колтер, в его случае, фактически поднялся до PhD», — сказал Дэниел Престон, старший преподаватель департамента машиностроения в Университете Райса. Бакалавр Колтер Декер изучал жидкие системы управления и выиграл летнюю стипендию, которая позволила ему провести несколько месяцев в лаборатории гарвардского химика и ученого Джорджа Уайтсайдса. Редко бывает так, что студент бакалавриата оказывается ведущим автором исследования, по словам Престона. Теперь команда продолжит разработку и совершенствование системы.
Автор: Дарья Мельникова
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
