Змеи должны быть одними из самых творчески подвижных животных, которые когда-либо развивались. Они могут двигаться быстро. Они могут двигаться незаметно. Они хорошие альпинисты. Они хорошие пловцы. Они могут втиснуться в очень маленькие отверстия. Некоторые из них могут даже летать, немного. И все это, несмотря на то, что они похожи на ящерицу, которой не хватает 100 процентов конечностей, которые она должна иметь.
Роботисты долгое время работали над змеиными роботами, прежде всего с упором на универсальную мобильность в ограниченных пространствах. Имея это в виду, мы видели множество роботов, которые довольно хорошо имитируют змеиные «походки». Но не только отсутствие конечностей делает змей такими особенными — это также их масштабы. В новой статье в Science Robotics на этой неделе исследователи из Гарварда показывают, как имитирующие змеиные чешуйки с деформируемыми материалами,позволили им создать мягкий робот, который может ползать, просто раздувая себя снова и снова.
Части змеи все направлены в одном направлении, обеспечивая значительное количество благоприятного трения, которое облегчает движение змеи вперед, чем движение назад. Это делает перемещение назад изредка неудобным, но это также означает, что змея может достичь движения вперед, создавая волну вдоль своего живота, которая сначала тянет свои части вперед, а затем отталкивает их назад. Если бы весы змеи имели симметричное количество трения, она просто немного продвигалась вперед и назад снова и снова. Но поскольку части эффективно скользкие, когда они движутся в одну сторону и липкие, когда они перемещают другую, змея может двигаться вперед, пока она может получить некоторое сцепление с поверхностью.
Исследователи из Гарварда из группы Кати Бертольди воспользовались этими «анизотропными фрикционными свойствами» змеиных чешуек, чтобы превратить повторяющееся пульсирующее движение надувного мягкого робота в прямое движение, во многом так же, как змеи могут ползти вперед на своих животах, не используя свою сторону к-скользящему движению. Для того, чтобы сделать чешуйчатую кожу, исследователи изготовили самые разные растяжимые пластиковые листы, каждый из которых выгравирован с уникальным рисунком плоских весов.
Исследователи попробовали кучу различных моделей масштаба, чтобы найти тот, который работал лучше всего.
Оказывается, что наиболее эффективный дизайн (для этого конкретного робота, во всяком случае) является трапециевидным, но, по-видимому, не потому, что трапецеидальная форма создавала больше трения — скорее, трапеции позволили коже растянуться больше, а это означало, что робот будет удлиняться больше, что дает более длительный «шаг». Пока дизайн шкалы может эффективно закрепляться на месте против земли, в то время как робот подталкивает себя вперед, движение быстро становится примерно растянутым.
Свежие комментарии