В Йельской лаборатории роботы учатся делать то, что заставило бы большинство из нас съежиться: членовредительство. Но не волнуйтесь, это не начало мазохистской фазы машин. Это настоящий шаг вперед в создании мягких роботов, способных адаптироваться к любой ситуации, как это делают некоторые животные в природе.
Эволюция мягких роботов
Исследователи Лаборатория из Йельского университета сделали значительный шаг в разработке мягких роботов. Эти инновационные автоматы, сделанные из силикона, теперь могут отсоединять и прикреплять части своего тела, изменяя их морфологию по мере необходимости. Эта способность, которая на первый взгляд может показаться тревожной, на самом деле представляет собой выдающийся прогресс в области адаптивной робототехники.
Способность изменять структуру своего тела – это не человеческое изобретение, а естественная способность (вы знаете насколько мы увлечены биомимикрией, В этой области). Как поясняет исследование, некоторые виды животных могут изменять свою морфологию, чтобы выжить:
Говорить о таких вещах, как самоампутация, звучит немного экстремально, и это немного экстремально, но в том, что другие животные поступают таким образом, нет ничего необычного. Например, ящерицы могут отсоединить хвосты, чтобы спастись от хищника.
Мягкие роботы Йельского университета по сути повторяют эти природные способности, открывая новые возможности в области адаптивной робототехники.
Технология самоампутации
Сердце этой инновации – суставы мягких роботов. Исследователи разработали новый материал под названием двухнепрерывный термопластичный пенопласт (BTF), который служит опорной структурой для клейкого полимера. Этот полимер тверд при комнатной температуре, но легко плавится.
BTF действует как губка, предотвращая вытекание полимера при плавлении. Вкратце: можно разделить две поверхности BTF, сплавляя соединение, и соединить их, выполнив обратную процедуру.
Этот процесс отсоединения и повторного присоединения занимает около 10 минут и дает довольно прочный сустав. Эта технология также на удивление долговечна: она выдерживает сотни циклов отсоединения и повторного присоединения, прежде чем разрушаться.
Мягкие роботы, преимущества перед жесткими системами
Традиционные системы, основанные на механических или магнитных соединениях, по своей сути являются жесткими, что контрастирует с гибкой природой мягких роботов. По этой причине первое создание полностью мягкого реверсивного сустава является научным фактом чрезвычайной важности.
Это открытие открывает путь к созданию мягких искусственных систем, которые могут менять форму, добавляя и уменьшая массу. Мягкие роботы нового поколения с практически безграничным потенциалом применения.
- Поисково-спасательные операции в суровых условиях
- Исследование космоса или подводная лодка
- Медицинские приложения минимально инвазивный
Способность этих роботов менять свою форму может позволить им перемещаться в ограниченном пространстве или адаптироваться к непредсказуемым условиям окружающей среды.
Текущие проблемы и ограничения
Несмотря на ажиотаж вокруг этого нововведения, важно отметить, что технология все еще находится на предварительной стадии. Как подчеркивается в исследовании:
Конечно, это все очень предварительно, потому что к этим роботам прикреплено множество жестких вещей с помощью трубок, проводов и тому подобного. И никакой автономности и полезной нагрузки здесь нет.
Нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы сможем увидеть полностью автономных мягких роботов, способных самомодифицироваться в ответ на окружающую среду.
Будущее гибкое
В быстро меняющемся мире способность адаптироваться и меняться может оказаться ключом к решению будущих проблем. Мягкие роботы Йельского университета с их способностью самостоятельно ампутировать и восстанавливать соединение могут стать предвестниками новой эры адаптивных машин, готовых сгибаться, но не ломаться перед лицом непредсказуемых проблем завтрашнего дня.
Исследование было опубликовано на Передовые материалы da Билидж Янг, Амир Мохаммади Насаб, Стефани Дж. Вудман, Юджин Томас, Лиана Г. Тилтон, Майкл Левин и Ребекка Крамер-Боттильо. Я свяжу это здесь.