Ученые разработали новый метод управления мягкими роботами в форме оригами, который позволяет без проблем двигать и маневрировать ими. Теперь путем калибровки тока и материалов, используемых на складках оригами, можно точно контролировать расширение и сжатие сегментов тела робота и, таким образом, его движения. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Мягкая робототехника — это современная разновидность робототехники, основанная на принципе гибкости и эластичности. Такие роботы сконструированы из более податливых материалов: гелей, полимеров, тканей. Мягкие роботы имитируют движения живых существ (например, осьминогов) и принимают различные формы более естественным образом благодаря своей эластичности, что делает их особенно полезными. Кроме того, естественность форм и гибкость материалов позволяют более деликатно работать с хрупкими предметами.
Американские ученые объединили древнее искусство оригами и современные материалы, чтобы создать с легкостью сгибающегося и крутящегося мягкого робота. Они использовали модульные цилиндрические сегменты в форме оригами Креслинга: особых трехмерных структур, имитирующих природные формы.
Ученые упростили контроль над мягкими роботами, встроив систему рулевого управления непосредственно в тело робота. Они использовали жидкий кристаллический эластомер и полиимид — вещества, которые по-разному расширяются и сжимаются при нагревании — и изготовили из них тонкие полоски, размещенные затем вдоль складок оригами. Вдоль каждой складки инженеры также установили тонкий растягиваемый нагреватель из серебряных нанопроводов, собранных в виде сетки.
Электрический ток на нагревателе из нанопроводов поднимал температуру веществ, и разное расширение двух материалов приводило к образованию складок в управляющих полосках. Такая структура позволила роботу ползать и менять направление движения, скручивая в сплющенный диск и снова расширяя в цилиндр свои сегменты. Они легко разделялись между собой и соединялись с помощью магнитов.
«Каждый сегмент может функционировать самостоятельно, они могут взаимодействовать друг с другом и объединяться по команде. Они могут легко разъединяться, а для их соединения мы используем магниты», — рассказал Туо Чжао из Принстонского университета.
Исследователи отметили, что текущая версия робота имеет ограниченную скорость, и они будут работать над ее увеличением в последующих поколениях.
Автор: Элина Яндиева.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
