«Безмозглый» мягкий робот может ориентироваться в изменчивых условиях

Исследователи из Университета штата Северная Каролина ранее изобрели мягкого робота, который смог ориентироваться в простых лабиринтах без помощи человека или компьютера. Затем они развили свой успех, создав «безмозглого» мягкого робота, который может ориентироваться в более сложных и динамичных условиях. Статью под названием «Интеллектуальный автономный мягкий роботизированный беглец из лабиринта» опубликовали в журнале Science Advances («Научные Успехи»).

Один из авторов статьи — Цзе Инь, профессор механики и аэрокосмической инженерии. Он рассказал, их первый мягкий робот был способен преодолевать очень простую полосу препятствий, однако не мог развернуться, если ни с чем не сталкивался. С практической точки зрения это означало, что робот иногда мог застревать, дрыгаясь взад-вперёд между параллельными препятствиями.

И тогда учёные разработали нового мягкого робота, который способен самостоятельно поворачиваться, что позволяет ему пробираться через извилистые лабиринты и даже обходить движущиеся препятствия. И всё это делается с помощью физического интеллекта, а не руководствуясь компьютером.

Физический интеллект в робототехнике — это свойство подвижных объектов, активность которых определяется их устройством и материалами, а не управляется компьютером или путём вмешательства человека.

Как и в более ранней версии изобретения, новых мягких роботов изготовили из лентообразных жидкокристаллических эластомеров. Их помещали на поверхность с температурой не менее 55 градусов по Цельсию. В результате часть робота, соприкасающаяся с поверхностью, сжимается, а другая под воздействием воздуха — нет. Это вызывает качение, и чем теплее поверхность, тем быстрее катится робот.



Предыдущая версия мягкого робота была симметрична. А новый состоит из двух разных половинок. Одна имеет форму скрученной верёвки, которая тянется по прямой линии. А другая — ещё более плотно скрученная верёвка с плетением наподобие винтовой лестницы.

Асимметричный дизайн означает, что один конец продолговатого робота воздействует на плоскость с большей силой, чем другой. Для сравнения подойдёт пластиковый стаканчик, горловина которого шире дна. Если катить его по столу, он движется не по прямой, а по дуге, пересекая стол благодаря асимметричной форме.


— Яо Чжао, первый автор статьи.

Исследователи продемонстрировали способность асимметричной мягкой конструкции перемещаться по более сложным лабиринтам, включая среду с движущимися стенами, и проходить через узкие пространства. Исследователи протестировали нового робота как на металлической поверхности, так и на песке. Видео асимметричного «безмозглого» устройства это доказывает.