Робот, меняющий форму, вдохновленный пауком, теперь стал еще меньше.

Этот робот, меняющий форму, стал намного меньше. В новом исследовании инженеры из Университета Колорадо в Боулдере представили mCLARI, модульного робота длиной 2 сантиметра, который может пассивно менять свою форму, чтобы протискиваться через узкие щели в разных направлениях. Он весит менее грамма, но может выдерживать в качестве дополнительной полезной нагрузки вес, в три раза превышающий его собственный вес.

Исследование возглавили Каушик Джаярам, ​​доцент кафедры машиностроения Пола М. Рэди, и докторант Хайко Кабуц. Их работа недавно получила награду за лучший доклад по безопасности, защите и спасательной робототехнике на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам 2023 года в Детройте.

В статье улучшен предыдущий миниатюрный робот, трансформирующий форму , под названием CLARI, сделанный меньше и быстрее. Робот может умело маневрировать в загроможденной среде, переключаясь с бега вперед на из стороны в сторону, не поворачиваясь, а меняя свою форму, что дает ему возможность оказывать помощь службам быстрого реагирования после крупных катастроф . Исследование приближает группу Джаярама на шаг ближе к созданию роботов размером с насекомое, которые могут плавно передвигаться по естественной местности, подобно своим животным собратьям, — в основном за счет сочетания адаптируемости мягкого робота с ловкостью жесткого робота.

Их последняя версия уменьшена на 60% в длину и на 38% в массе, сохраняя при этом 80% мощности срабатывания по сравнению со своей предшественницей. Робот также более чем в три раза быстрее своего предшественника, достигая скорости бега 60 миллиметров в секунду, или трех длин его тела в секунду. Кроме того, как и CLARI, робот способен передвигаться в различных формах и бегать на разных частотах, используя разные походки.

Этот последний прорыв в миниатюризации стал возможным благодаря технологии проектирования и изготовления ламината на основе оригами, которую Джаярам и его коллеги ранее использовали для создания робота под названием HAMR-Jr . Используя этот новый подход, Джаярам и Кабуц могут уменьшать (или увеличивать) свою конструкцию, не жертвуя механической ловкостью, приближая таких роботов по размеру к потребностям реальных приложений. Это включает в себя проверку и обслуживание ценных активов, таких как реактивные двигатели.

У Кабуца, ведущего автора нового исследования, руки хирурга, которые позволяют ему собирать и складывать крошечные модули ног робота. Кабуц вырос, увлекаясь роботами, и в старшей школе участвовал в соревнованиях роботов.

«Изначально я был заинтересован в создании более крупных роботов, — сказал Кабуц, — но когда я пришел в лабораторию Джаярама, он действительно заинтересовал меня созданием биоинспирированных роботов в масштабе насекомых».

«Поскольку эти роботы могут деформироваться, вы все равно можете иметь немного большие размеры», — сказал Джаярам. «Если у вас немного больший размер, вы можете нести больший вес. У вас может быть больше датчиков. У вас будет более длительный срок службы и вы будете более стабильными. например, смотровые отверстия в реактивном двигателе».

Исследовательская группа Джаярама изучает концепции биологии и применяет их к проектированию реальных инженерных систем. В его лаборатории можно найти роботов, смоделированных по морфологии тел различных членистоногих, включая тараканов и пауков.

«Мы принципиально заинтересованы в понимании того, почему животные такие, какие они есть, и двигаются именно так, — сказал Джаярам, ​​— и как мы можем создавать биоинспирированных роботов, которые смогут решать социальные задачи, такие как поиск и спасение, мониторинг окружающей среды или даже использовать их».

Соавторами нового исследования являются Алекс Хедрик и Паркер МакДоннелл, аспиранты в области машиностроения.