НАСА разработало сферических роботов-спасателей

В компании Squishy Robotics («Мягкая робототехника») создали устройства с сенсорами на основе технологии тенсегрити. Термин произошёл от английского tensional integrity — соединение путём натяжения. В наиболее упрощённом виде — это словно каркас крепкой и надёжной туристической палатки. Но в конструкциях тенсегрити используются лишь стержни и тросы: стержни работают на сжатие, а тросы — на растяжение. Напряжённосвязанные структуры типа тенсегрити используются даже для строительства мостов.


Устройства от Squishy Robotics помогают пожарным и спасателям контролировать путь к месту бедствия, обнаруживая утечки газа и другие опасности. На первом фото — двое пожарных несут робота с сенсорами. На втором — беспилотник транспортирует одного из роботов-тенсегрити во время учений пожарных и спасателей во Флориде. Стационарного робота весом чуть более килограмма может совместить с большинством коммерческих дронов.



Инженер-механик Элис Агоджино — директор лаборатории космического тенсегрити в Калифорнийском университете в Беркли. Ранее она занималась на средства НАСА сферическими скелетными роботами, которым однажды предстоит оказаться на Луне или Марса для научных исследований. А затем поняла, что её технология может принести пользу и на Земле.

Читая статистику о погибших от стихийных бедствий, Агоджино подумала, что аналогичные роботы с нужными датчиками могли бы собирать данные при пожарах, авариях и других ЧП, чтобы помочь экстренным службам.

Впоследствии Элис Агоджино стала соучредителем калифорнийской компании Squishy Robotics Inc. в Беркли. Компания производит ударопрочных настраиваемых роботов для общественной безопасности, военного и промышленного использования.

Устройства Агоджино выглядят как шарообразные «скелеты» из стержней и эластичных тросов. Если роботов уронить, удар распределяется в соответствии с принципом тенсегрити. Дело в том, что для НАСА особенно интересна способность уцелеть после падения с орбитальной высоты, равно как и возможность складывать конструкции в минимальный объём для транспортировки.

В 2014 году космическое агентство выделило Агоджино и её лаборатории инноваций в Беркли (ESI) финансирование на исследование мобильности роботов-тенсегрити с использованием газовых двигателей. Многолетние гранты ESI на отладку концепции составили 500 тыс. $.

Агоджино и её команда проектировали зонды с датчиками, которые можно сбрасывать с космического корабля, которые оставались бы целыми при падении, а затем катились и прыгали по пересечённой местности для выполнения задач и исследований в других мирах.

Терри Фонг, главный робототехник Исследовательского центра Эймса в Силиконовой долине, пояснил, что для понимания достаточно подумать о доставке марсоходов Curiosity и Perseverance («Любознательность» и «Настойчивость»). Марсоходы нужно было осторожно опускать на поверхность Марса с помощью сложной системы Sky Crane («Небесный кран»). А роботы-тенсегрити сами по себе — компактные и лёгкие посадочные устройства, которые перенесут падение с очень большой высоты. При разворачивании роботов в подобие скелетной сферы приборы и датчики подвешиваются в центре, защищённые от ударов.

Кроме того, в НАСА также исследовали применение роботов-тенсегрити для науки о Земле. Например, они могли бы следить за ледником, который вот-вот обрушится в океан.


— Терри Фонг, главный робототехник Исследовательского центра Эймса в Силиконовой долине.

На Земле и других планетах роботы-тенсегрити предлагают более простой способ доставки хрупких инструментов в труднодоступные места. Это и есть принцип, лежащий в основе мягкой робототехники.

Сотрудничая к экстренными службами, Squishy Robotics теперь помещает миниатюрные газоанализаторы внутрь робота, которого можно сбросить с самолёта, чтобы снять показания в зоне бедствия до прибытия пожарных.

Компания пока что предлагает только стационарные варианты, но Агоджино и её команда работают над мобильными моделями. Роботы-тенсегрити также могли бы помочь обезвреживать бомбы или контролировать газопроводы и линии электропередачи.

Предотвращение лесных пожаров — ещё одна цель для мягкой робототехники. Роботы-тенсегрити могли бы контролировать зоны повышенного риска, помогать реагировать на сообщения и обеспечивать полное тушение небольших пожаров. Раннее обнаружение лесных пожаров очень важно: очень многие из них превратились в огненные бури, хотя их можно вовремя локализовать.