Улитки с их медлительным и склизким телом могут показаться странным источником вдохновения для робототехники. Тем не менее, они предоставили проект нового типа робота, который может произвести революцию в том, как наземные боты решают сложные задачи в суровых условиях.
Разработан командой исследователей из Китайский университет ГонконгаЭти инновационные роботы-улитки могут действовать независимо или объединяться в стаи, открывая путь новому поколению роботов, способных исследовать, спасать и решать задачи, ранее невозможные для их предшественников.
Роевая робототехника и ее пределы
В последние годы так называемая «роевая робототехника» привлекла большое внимание исследователей (и военных, и военных). как, к сожалению, бывает). Этот подход предполагает использование небольших воздушных или наземных роботов, которые могут работать автономно или в составе группы одинаковых ботов, координируя свои движения для выполнения задачи. Рои роботов могут использоваться в самых разных целях: от поиска выживших в местах катастроф до исследования опасных сред или даже других планет.
Однако когда дело доходит до традиционных наземных роботов, часто возникают ограничения при формировании роев. В отличие от воздушных и подводных ботов, которые могут перемещаться как по горизонтали, так и по вертикали и образовывать трехмерные конфигурации, возможности наземных роботов ограничены. Они могут заниматься только горизонтальными движениями и созданием двухмерных форм. Более того, большинство экспериментальных моделей, разработанных до сих пор, могут двигаться только по гладким, плоским поверхностям, что еще больше ограничивает их потенциальное применение.
Биомимикрия всегда супер: улитки Белого Нефрита
Чтобы преодолеть эти препятствия, группа исследователей под руководством Из Чжао В поисках вдохновения он обращался к миру природы, особенно к наземным улиткам из белого нефрита. Эти брюхоногие моллюски способны передвигаться по разным поверхностям благодаря своей вязкой основе, но они также могут останавливаться и присасываться, чтобы при необходимости создать гораздо более прочную связь. (Я связываю исследование здесь).
Робо-улитки, разработанные китайскими исследователями, имитируют эти характеристики. Каждый робот оснащен сферическим корпусом из ферромагнитного железа, внутри которого находится аккумулятор, микропроцессор и другие электронные компоненты. На днище корпуса установлены резиновые гусеницы со встроенными магнитами, аналогичные танковым. Наконец, между двумя направляющими располагается выдвижная присоска.
Два режима движения для большей универсальности.
Робо-улитки могут двигаться в двух разных режимах. В «свободном режиме» присоска остается втянутой и обесточенной, что позволяет боту перемещаться как по гладкой, так и по пересеченной местности, используя только свои гусеницы. Магниты, встроенные в направляющие, также позволяют роботам-улиткам забираться на раковины друг друга.
Оказавшись на месте, робот может переключиться на второй режим, «сильный режим», выдвинув и активировав присоску. Таким образом, присоска прочно прилегает к корпусу другого робота, стабильно объединяя двух ботов. Однако корпус робота по-прежнему может вращаться относительно присоски, что позволяет ему поворачиваться на месте без потери сцепления.
Роботы-улитки: полевые испытания и потенциальное применение
Во время испытаний на открытом воздухе стаи роботов-улиток продемонстрировали, что они могут работать вместе, выполняя различные задачи, такие как лазание по уступам, преодоление пропастей и формирование единой роботизированной руки. Хотя в этих экспериментах боты управлялись удаленно, исследователи надеются, что в будущем они смогут выполнять эти задачи автономно.
Потенциальные применения этих роев роботов, вдохновленных улитками, многочисленны. Их можно использовать для исследования враждебных или труднодоступных сред, таких как зоны стихийных бедствий или других планет, для поиска выживших или сбора разведданных. Их способность объединяться и образовывать трехмерные структуры также открывает новые возможности для роботизированного конструирования и манипулирования.
Прорыв в наземной роевой робототехнике
Робо-улитки, разработанные командой Да Чжао, представляют собой значительный прорыв в наземной роевой робототехнике. Вдохновленные, казалось бы, неподходящим организмом, таким как улитка, эти исследователи показали, что можно преодолеть ограничения традиционных наземных роботов и создать стаи, способные решать сложные задачи в суровых условиях.
По мере дальнейшего развития и совершенствования этих систем мы можем увидеть новое поколение наземных роботов, способных исследовать, спасать и работать ранее невозможными способами, прокладывая путь к будущему, где сотрудничество машин и вдохновение от природы будут играть все более важную роль.
