Люди не предназначены для жизни под водой или даже для захвата предметов в водной среде. Тем не менее, природа предлагает несколько примеров существ, которые развили способность образовывать прочные связи во «влажных» ситуациях: и биомимикрия здесь, чтобы воспользоваться этой возможностью.
Группа исследователей Технологического института Вирджинии создала перчатку, напоминающую осьминога, которая может захватывать объекты под водой. Перчатка оснащена резиновыми присосками и сложной системой обнаружения, которая воспроизводит уникальную мышечную и нервную систему осьминога.
Осьминоги гения
Осьминог (но я предпочитаю говорить осьминог) — одно из самых уникальных животных на Земле. Его уникальные характеристики делают его почти «инопланетянином» на нашей планете, и для этого биомимикрия изучает множество решений, вдохновленных этим животным. Есть вокруг технологии камуфляжа, роботизированные руки, мягкий робот и тысячи других вещей, вдохновленных осьминогами.
Одной из особенностей осьминога является наличие восьми длинных щупалец, которые могут хватать и манипулировать самыми разными объектами в водной среде. Мышечная и нервная система контролирует более 2.000 присосок на этих щупальцах: острые края присосок более твердые и даже позволяют разрезать практически любой материал.
Исследователи воссоздают эти возможности для человеческой руки, создав носимую систему под названием «Окта-перчатка». Окта-перчатка — это перчатка, которая, по сути, позволяет нам иметь «руку осьминога». Прорезиненные пальцы покрыты мягкими активируемыми мембранами, имитирующими присоски осьминога, что позволяет надежно удерживать предметы даже при минимальном давлении.
Электронная розетка
Команда подключила серию крошечных оптических датчиков приближения LiDAR к нижней стороне перчатки, которые регистрируют близость объекта. Затем комбинация присосок и датчиков была подключена через микроконтроллер для имитации нервной и мышечной систем осьминогов.
«Сплавляя мягкие и реактивные клейкие материалы со встроенной электроникой, мы можем захватывать предметы, не рискуя их раздавить», игра в кости Майкл Бартлетт, ассистент Технологического института Вирджинии.
«Работа с мокрыми или подводными объектами станет намного проще и естественнее. Электроника может быстро и автоматически активировать и отпускать объект: просто поднесите руку ближе, и все произойдет само собой, без необходимости нажимать какую-либо кнопку».
Это решение (перчатка с синтетическими присосками и встроенными датчиками) меня очень убедило. И это тоже хорошо работает. В тестах Окта-перчатка справилась с деликатными и легкими предметами: металлическими игрушками, цилиндрами, даже сверхмягкой гидрогелевой сферой. Перенастроив сенсорную сеть, он затем брал и манипулировал еще более крупными объектами, такими как тарелка, коробка и миска.
Руки осьминога: возможные применения
«Эти возможности имитируют передовые манипуляции, обнаружение и контроль над головоногими и обеспечивают платформу для синтетических подводных клейких кож, которые могут надежно манипулировать различными подводными объектами». сказал постдокторант Рави Тутика в интервью на официальном сайте Virginia Tech (Я связываю это с вами здесь).
«Это, безусловно, шаг в правильном направлении, но еще многое предстоит узнать как об осьминогах, так и о том, как делать интегрированные клеи, прежде чем достичь полного захвата, которым обладают эти подлинные силы природы».
Забегая вперед, исследователи предполагают, что Octa-Glove может сыграть свою роль в области мягкой робототехники для подводного захвата. Также возможны приложения в технологиях с участием пользователя, здравоохранении и производстве для сборки и обработки влажных объектов.
Его могли носить водолазы, подводные археологи, инженеры мостов и спасательные команды для извлечения людей и предметов из воды.
Хороший осьминог! (Извините, читатели итальянской версии: я должен был сказать).
