Морской конек становится прототипом еще одного вида биовдохновленных роботов

В последнее время в области робототехники наблюдается тенденция увеличения количества разработок различных типов биовдохновленных роботов, роботов, конструкции или элементы конструкций которых скопированы со строения тел различных живых существ. Мы уже не раз видели роботов, прототипами которых являются змеи, птицы, медузы, рыбы, различные виды четвероногих животных и даже человек. И сейчас настала очередь еще одного обитателя морских глубин, морского конька.

20150704_4_2

Морские коньки представляют собой предмет повышенного интереса со стороны ученых-робототехников из-за весьма необычной структуры их скелета, точнее скелета их хвоста. Копирование этой структуры позволит создать конструкцию роботов, которые будут являться одновременно прочными и гибкими, что позволит им выполнять ряд задач, которые не под силу роботам других типов.

20150704_4_3

Хвост морского конька состоит из ряда квадратных костяных пластин, окружающих “основу” хвоста. И такая особенность позволяет этим крошечным рыбкам скручивать, изгибать хвост, обеспечивая при этом достаточно сильное механическое усилие. Кроме этого, квадратная форма пластин скелета хвоста позволяет ему сохранять свою целостность даже при нападении хищников в некоторых случаях.

20150704_4_4

Взяв за основу структуру строения хвоста морского конька, исследователи из университета Орегон (Oregon State University), разработали структуру манипулятора робота и изготовили ее элементы на трехмерном принтере. Проведя механические испытания получившегося у них изделия, ученые выяснили, “что такое строение обеспечивает высокую подвижность и высокую механическую прочность. Кроме этого элементов сохраняют свою целостность даже при сильных внешних воздействиях, полностью восстанавливая свою форму. Такие способности очень важны в робототехнике, ведь роботы должны обладать подвижностью и силой, что позволит им действовать в условиях ограниченного пространства”.

Исследователи рассматривают возможность повторения строения хвоста морского конька не только по отношению к роботам, имеющим твердый скелет. Точно такие же принципы могут быть использованы при создании мягких роботов, состоящих из множества надувных или наполняемых жидкостью секций. “Строение хвоста морского конька дает на общее представление о том, как можно защитить от повреждений уязвимые корпуса мягких роботов. Ведь, по сути, хвост представляет собой соединение секций мягких и твердых тканей”.

Беспилотник с гибким приводом

До недавнего времени отличительной чертой роботов являлась их жесткая механическая природа. Большинство механизмов состоит из жестких структурных элементов, двигателей и приводов, электроники, датчиков и батарей, ни один из которых не отличается эластичностью. Однако новые разработки приносят свои плоды – изобретены различные роботы, которые являются частично или полностью мягкими. Мягкие роботы имеют значительный потенциал – они могут быть намного более гибкими, портативными, а значит и более приспосабливаемыми к различным условиям. Они также более долговечные по сравнению с роботами, выполненными из жесткого материала. Все вышеперечисленное делает такие приборы идеальными в эксплуатации, в частности для применения в условиях буровых установок, где аварии не редкость. Это похоже на беспилотники.

Для беспилотных летательных аппаратов посадка иногда представляет затруднение. Особенно трудно это для дронов с крыльями, поскольку они не могут обнулить горизонтальную скорость, прежде чем они приземлятся на землю. Небольшие беспилотники могут быть изготовлены из пены, так что большинство деталей будут встроены. Однако остаются и внешние компоненты, которые могут быть легко повреждены.

deformy-1413962993913

 

Лаборатория «интеллектуальных систем» разработала беспилотный аппарат, который использует диэлектрические силовые приводы: с ними прибор может превосходно летать, но сами приводы настолько эластичные, что их можно буквально согнуть пополам.

Вот, что говорят исследователи о новом подходе: «Мы провели целый ряд испытаний и пришли к выводу, что такие приводы позволяют достичь отличной управляемости средством, а также очень неприхотливы в использовании».