Робот-кольцо из жидких кристаллов переносит груз тяжелее себя в 12 раз — видео
В Университете штата Северная Каролина (NCSU) создан работающий на свету автономный мягкий робот, который может перевозить грузы по воздуху по заранее проложенным траекториям — подобно канатным дорогам или подвесным трамваям. Это устройство способно подниматься по наклонным поверхностям под углом до 80 градусов и переносить грузы, в 12 раз превышающие его собственный вес.
«Ранее мы уже создавали мягких роботов, способных быстро передвигаться в воде и по твердой поверхности, а теперь хотели разработать модель, которая могла бы переносить объекты по воздуху через открытое пространство. Самый простой способ сделать это — следовать по заранее заданной траектории, как в случае подвесных канатных дорог в горах. И мы доказали, что это возможно», — говорит доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники NCSU Цзе Инь.
Мягкие роботы изготовлены из ленточных жидкокристаллических эластомеров, закрученных по спирали (как паста ротини) и соединенных в кольцо, напоминающее браслет. Этот мягкий кольцевой робот подвешивается на трассе, которая может быть нитью, проволокой, тросом или чем-то подобным, и оборачивается вокруг нее вдвое-втрое, чтобы надежно закрепиться.
При воздействии инфракрасного луча, направленного перпендикулярно трассе, участок ленты, поглощающий больше всего света, сокращается. Это порождает вращательное движение: освещенная часть нагревается, подтягивает на свое место холодный сектор, тот становится теплее, а предыдущий участок тем временем остывает — кольцо начинает крутиться и в силу своей формы ползет по тросу.
«Когда лента поворачивается, это похоже на вращение винта, что позволяет мягкому роботу двигаться по трассе — даже с грузом на крутых подъемах», — объясняет Инь.
Эксперименты, подробности которых можно узнать в Advanced Science, показали, что мягкий кольцевой робот может перемещаться по трассам толщиной с человеческий волос или с соломинку для напитков. Он также способен преодолевать препятствия на пути, такие как узлы или утолщения. Кроме того, робот может двигаться вверх и вниз по наклонной траектории и переносить грузы, превышающие его собственный вес более чем в 12 раз.
«Мы также показали, что он может следовать по сложным маршрутам — это не обязательно должна быть прямая линия. Мы продемонстрировали, что он может двигаться по изогнутым линиям, окружностям, трехмерным спиралям и другим траекториям контролируемым образом. Мы считаем, что адаптивность робота при прохождении сложных маршрутов делает его перспективным для практического применения», — уверен аспирант NCSU Фанцзе Ци.
«Сейчас мы рассматриваем конкретные области применения этой технологии, а также работаем над адаптацией мягких роботов для реакции на другие источники энергии, помимо инфракрасного света — например, разрабатываем мягкого кольцевого робота, который будет работать на солнечном свете или других внешних источниках энергии», — заключил Инь.
Новый змееподобный робот на 3D-принтере печатает собственное тело — видео
Для большей мощности мягкие роботы имитируют удар рака-богомола и прыжок блохи — видео