Ученые из университета Северной Каролины (США) создали мягкого кольцевого робота, который непрерывно прыгает при освещении инфракрасным светом. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сфера мягкой робототехники постоянно расширяет представления о том, какую форму могут принимать автоматизированные механизмы. Новая разработка американских инженеров выглядит как согнутый обруч, который перемещается в пространстве без использования традиционной электроники. Движение устройства обеспечивается исключительно за счет энергии инфракрасного света.
В основе механизма лежит шнур из жидкокристаллического эластомера, концы которого соединены тонким V-образным алюминиевым стопором. Под воздействием инфракрасного излучения материал начинает сжиматься и закручиваться, накапливая упругую энергию. Стопор при этом не дает кольцу размотаться раньше времени.
Накопление энергии: принцип работы
Когда напряжение достигает максимума, металлическая деталь резко опускается вниз и ударяется о поверхность. Это толкает робота вперед или вверх, а сам шнур во время полета возвращается к своей первоначальной форме. Авторы разработки объясняют, что устройству не требуется внешняя перезагрузка, так как оно самостоятельно сбрасывает свое состояние.
Исследователи выяснили, что характер движения можно контролировать путем незначительных изменений в конструкции. Если угол алюминиевого стопора составляет 120 градусов, робот просто ползет вперед. Уменьшение угла до 90 градусов заставляет его прыгать на расстояние до трех длин своего тела, а при 50 градусах механизм взлетает вертикально на высоту до 80 своих размеров.
Добавление небольшого груза на сторону кольца напротив стопора позволяет изменить центр масс. Это делает движение вперед более мощным и стабильным. До сих пор реализация повторяющихся прыжков в автономных мягких роботах была сложной задачей из-за необходимости постоянного контроля.
Новое кольцевое устройство решает эту проблему благодаря фототермическому скручиванию. Робот может прыгать, приземляться и снова отталкиваться в непрерывном цикле, адаптируясь к неровному рельефу и препятствиям. Разработчики полагают, что в будущем подобные технологии пригодятся для автономного сбора данных в труднодоступных местах.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Южной Корее показали робота-паука для сварки на верфях.