Роботизированная медуза движется быстрее живой

Уникальное движение медуз сделало их популярной моделью обучения для исследователей робототехники, мечтающих разработать новые передовые аппараты, которые будут двигаться с большей эффективностью.

Этот новый тип мягкого робота был разработан учеными из Университета Северной Каролины и Университета Темпл и фактически основан на их более ранней работе, в результате которой был создан быстро движущийся робот, вдохновленный гепардом. Этот робот поглощал и выпускал воздух, чтобы заставить жесткий позвоночник мгновенно перейти из одного состояния в другое: согнуться и разогнуться. Последний робот - адаптация этого подхода, как объясняет автор исследования Цзе Инь.

«Наша предыдущая работа была сосредоточена на создании мягких роботов, которые были построены под вдохновением от гепардов - и хотя роботы были очень быстрыми, у них был жесткий внутренний позвоночник», - говорит Инь. «Мы хотели сделать полностью мягкого робота без внутреннего позвоночника, который бы по-прежнему использовал эту концепцию переключения между двумя стабильными состояниями, и сделать мягкого робота более мощным и быстрым. И одним из животных, которым мы вдохновились, была медуза».

Медузы плавают с не имеющей аналогов в океане энергоэффективностью. Команда стремилась воссоздать это с помощью полимерного слоя, который был предварительно растянут (напряжен) в четырех разных направлениях, а затем объединен с двумя другими не растянутыми слоями, один из которых имеет воздушный канал.

Эти полимерные слои создали мягкого робота, который может переключаться между расслабленным состоянием, в котором он изгибается как чаша, и изогнутым состоянием, в котором эта чашеобразная форма быстро превращается в купол, заполняя пустой канал воздухом, что заставляет робота выталкивать воду и двигаться вперед.

«Мы можем сделать робота «гибким», закачивая воздух в канальный слой, и мы управляем направлением этого изгиба, контролируя относительную толщину предварительно напряженного слоя», - говорит Инь.

В ходе испытаний мягкий робот продемонстрировал среднюю скорость 53,3 мм в секунду, в то время как ни один из трех видов медуз, изученных в рамках исследования, не передвигался быстрее 30 мм в секунду.

На робота в действии можно посмотреть в видео ниже. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials Technologies.