Инженеры Северо-Западного университета разработали самого маленького в мире шагающего робота с дистанционным управлением, и он представляет собой крошечного очаровательного краба-пикито.
Крошечные крабы шириной всего в полмиллиметра могут сгибаться, извиваться, ползать, ходить, поворачиваться и даже прыгать. Исследователи также разработали роботов миллиметрового размера, напоминающих дюймовых червей, сверчков и жуков. Хотя на данный момент исследование носит ознакомительный характер, исследователи считают, что их технология может приблизить область к созданию роботов микроразмера, которые могут выполнять практические задачи в тесном ограниченном пространстве.
В сентябре прошлого года та же команда представила крылатый микрочип, который стал самой маленькой из когда-либо созданных человеком летающих структур.
«Робототехника — захватывающая область исследований, а разработка микророботов — забавная тема для академических исследований», — сказал Джон А. Роджерс, руководивший экспериментальной работой. «Можно представить микророботов как агентов для ремонта или сборки небольших конструкций или машин в промышленности или как помощников хирурга для очистки закупоренных артерий, остановки внутреннего кровотечения или удаления раковых опухолей — и все это с помощью минимально инвазивных процедур».
«Наша технология обеспечивает различные способы контролируемого движения и может ходить со средней скоростью , равной половине длины тела в секунду», — добавил Юнган Хуан, руководивший теоретической работой. «Этого очень сложно достичь в таких малых масштабах для наземных роботов».
Меньше блохи, краб не приводится в действие сложной аппаратурой, гидравликой или электричеством. Вместо этого его сила заключается в упругой устойчивости его тела. Для создания робота исследователи использовали сплав с памятью формы, который при нагревании принимает свою «запомненную» форму. В этом случае исследователи использовали сканирующий лазерный луч, чтобы быстро нагреть робота в различных целевых точках на его теле. Тонкое покрытие из стекла при охлаждении упруго возвращает соответствующему участку структуры ее деформированную форму.
По мере того, как робот переходит из одной фазы в другую — деформируется до запомненной формы и обратно, — он создает локомоцию. Мало того, что лазер дистанционно управляет роботом, чтобы активировать его, направление лазерного сканирования также определяет направление движения робота. Например, сканирование слева направо заставляет робота двигаться справа налево.
«Поскольку эти структуры такие крошечные, скорость охлаждения очень высока», — объяснил Роджерс. «На самом деле, уменьшение размеров этих роботов позволяет им работать быстрее».
Чтобы изготовить такое крошечное существо, Роджерс и Хуанг обратились к технике, которую они представили восемь лет назад, — методу сборки, вдохновленному детской книжкой-раскладушкой.
Во-первых, команда изготовила прототипы ходячих крабов плоской геометрической формы. Затем они прикрепили эти прекурсоры к слегка растянутой резиновой подложке. Когда растянутая подложка расслабляется, происходит контролируемый процесс коробления, который заставляет краба «всплывать» в точно определенные трехмерные формы.
Используя этот метод производства, команда Northwestern могла разрабатывать роботов различных форм и размеров. Так почему краб-пикито? Мы можем поблагодарить за это учеников Роджерса и Хуанга.
«Благодаря этим методам сборки и концепциям материалов мы можем создавать шагающих роботов практически любых размеров и трехмерных форм», — сказал Роджерс. «Но студентов вдохновляли и забавляли ползающие в стороны движения крошечных крабов. Это была творческая прихоть».
