Robotyczny, przerażający pełzacz

Dżdżownice pełzają po ziemi, używając mechanizmu zwanego perystaltyką, aby ściskać i rozciągać mięśnie wzdłuż ciała, przesuwając się do przodu z każdą falą skurczów. Teraz naukowcy z MIT, Harvard University i Seoul National University zaprojektowali autonomicznego robota, który porusza się w ten sam sposób. Robot, wykonany prawie w całości z miękkich materiałów, jest niezwykle wytrzymały: po nadepnięciu lub uderzeniu młotkiem może odsunąć się o cal bez szwanku. Naukowcy twierdzą, że taki miękki robot może być przydatny do poruszania się po trudnym terenie lub przeciskania się przez ciasne przestrzenie.

Aby zbudować robota znanego jako Meshworm, naukowcy stworzyli coś, co nazywają sztucznym mięśniem, z drutu wykonanego z niklu i tytanu — stopu z pamięcią kształtu, który rozciąga się i kurczy pod wpływem ciepła. Nawinęli drut wokół korpusu siatki, tworząc segmenty wzdłuż jego długości, podobnie jak segmenty dżdżownicy. Doprowadzenie niewielkiego prądu do drutu podgrzewa go, aby ścisnąć siatkową rurkę i popchnąć robota do przodu.

Naukowcy, kierowani przez adiunkta inżynierii mechanicznej Sangbae Kima, opublikowali szczegóły projektu w czasopiśmie IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Zauważyli, że dżdżownice mają dwie główne grupy mięśni: okrągłe włókna mięśniowe, które otaczają rurkowaty korpus i podłużne włókna mięśniowe biegnące wzdłuż jego długości. Dwie grupy mięśni współpracują ze sobą, aby posunąć robaka.

Aby zaprojektować podobny miękki, napędzany perystaltyką system, naukowcy najpierw wykonali długi, rurowy korpus, zwijając i zgrzewając arkusz siatki polimerowej. Siatka, wykonana z przeplatających się włókien polimerowych, pozwala rurce rozciągać się i kurczyć jak sprężyna.

Wyprodukowali drut niklowo-tytanowy i owinęli go wokół rurki z siatki, naśladując okrągłe włókna mięśniowe dżdżownicy. Następnie umieścili małą baterię i płytkę drukowaną wewnątrz rury i wygenerowali prąd, który podgrzewał przewód. Kim i jego koledzy opracowali algorytmy sterujące ogrzewaniem i chłodzeniem drutu, kierując robaka w różnych kierunkach.

Grupa poddała robota wielokrotnym uderzeniom młotkiem, a nawet nadepnęła na niego, aby sprawdzić jego wytrzymałość. Pomimo gwałtownych uderzeń robot odczołgał się nietknięty. Możesz nim rzucić i się nie zawali, mówi Kim. Większość mechanicznych części jest sztywna i delikatna na małą skalę, ale części w Meshworms są włókniste i elastyczne.

ukryć