Итальянцы научили мягкого робота повадкам червяка

В группе мягкой робототехники Итальянского технологического института (IIT) исследователи создали робота, который выпячивается по бокам, одновременно растягиваясь и сокращаясь в длину. По словам Риддхи Даса, инженера-механика IIT, в новой конструкции используется положительное и отрицательное давление для усилия, направленного как наружу, так и по длине роботизированного червяка.


На протяжении десятилетий ученые разрабатывали похожих мягких роботов. Людям есть чему поучиться у скромных существ: те отлично роют норы и прекрасно подстраиваются под стеснённые условия. Но прогресс в изготовлении подобных роботов был очень постепенным. Так, ранее учёные научились имитировать щетинки, которые помогают червям закрепляться в нужном месте. Затем попытались скопировать жидкость из сегментов червей, которая помогает подземным жителям двигаться. Повторять характерные движения дождевого червя — это последнее достижение науки.

Итальянская инновация означает, что новый робот точнее имитирует мышцы дождевого червя, причём делает более разнообразные движения. Получился заполненный гелем робочервяк длиной и весом примерно с лёгкую гантель. И хотя концепт не слишком быстрый на ровной поверхности, как некоторые предыдущие модели, зато способен глубже проникать в искусственный грунт.

Как и другие проекты в лаборатории в IIT, этот новый вдохновлён Барбарой Маццолаи, которая была лишь биологом, а стала затем также робототехником. То есть для разработки прототипа требовалось основательное понимание биологии дождевого червя. Так, одна из полезных способностей робочервей — их мягкая, но прочная структура, как и у живых образцов.

Одно из ключевых отличий — размер. При диаметре 4 см и длине 45 см робот IIT значительно крупнее природного оригинала. Роботы-черви обычно оснащены насосами для системы перемещения, которые увеличивают объём концепта. И это ограничивает возможности применения изобретения например, в эндоскопии.

Эксперт в подобных вопросах — Ясемин Озкан-Айдын, инженер-электрик из Университета Нотр-Дам в США, которая работала над четырьмя проектами роботов в виде дождевых червей. Она подтвердила, что инновации IIT очень важны, поскольку каждый сегмент их робота способен расширяться в двух направлениях. Это позволяет устройству повторять успехи живого дождевого червя благодаря волне сжатия и расширения вдоль корпуса.

Однако новый робот ещё не такой большой, как прочный туннельный робочервь, созданный транснациональной компанией GE. Американский робот — одно из немногих подобий живого, уже пригодных для коммерческого применения. По словам Дипака Триведи, инженера-механика GE Research, у них получился самодвижущийся, чрезвычайно гибкий и хорошо управляемый робот. В основе новации из США (на втором фото) — пневматические искусственные мышцы, то есть резина с искусно сконструированной волокнистой сеткой вокруг неё. Продукт двухгодичной давности выпустили по запросу военных на тактические туннельные решения. Но в конечном итоге роботы, похожие на дождевых червей, также могут быть применены в мирных областях: для добычи полезных ископаемых, сельскохозяйственного зондирования и раскопок.



Особенно они помогли бы в поисково-спасательных операциях. Профессор Озкан-Айдын рассказала о недавних землетрясениях, которые опустошили родную для неё Турцию. Маленький извивающийся робот с прикреплённой камерой мог бы там очень пригодиться.

По-прежнему трудной задачей остаётся слизь, которую червяки выделяют для защиты от высыхания и смазки подземного пути. В IIT признают, что эту естественную систему пока ещё очень трудно воспроизвести.

В общем, по поводу выхода таких новинок на рынок Келлар Отэм, биолог из колледжа Льюиса и Кларка в США, советует не спешить. После своей работы над клеем по образцу возможностей гекконов он сделал вывод, что искусственные мышцы следуют «правилу инноваций 10/10» — это 10 лет на открытие и ещё 10, чтобы стать готовым коммерческим продуктом.

Если эти роботы, вдохновлённые дождевыми червями, в итоге появятся в продаже, то очень помогут, например, устанавливать оборудование в труднодоступных местах.