Ученые из Университета Кейс Вестерн разработали новый самоходный роботизированный рукав в форме дождевого червя. Дождевые черви передвигаются, сокращая сегменты тела волнообразным движением, что идеально подходит для ограниченного пространства. Новый робот также использует хитрый механизм попеременного расширения и втягивания сегментов для передвижения.
Корпус устройства разделен на секции, работающие в противофазе: в то время как, часть их расширяется наружу, закрепляясь в окружающей среде, другая втягивается и тянет робота вперед. Такое движение создает гибкую силу, которая обеспечивает точную навигацию и тем самым сводит к минимуму риск ударов и повреждения подземных труб.
Существующие методы подземного строительства, самым популярным из которых является горизонтально-направленное бурение — длительные, дорогостоящие и разрушительные. Они могут повредить существующую инфраструктуру и требуют больших радиусов поворота, часто превышающих 300 метров. В отличие от них робот-червь имеет радиус поворота всего 1,5 метра.
Мы используем приводы для изменения длины и диаметра каждого сегмента. Короткие и толстые сегменты прижимаются к стенкам норы, затем они закрепляются, чтобы тонкие сегменты могли продвигаться вперед. Если два сегмента не касаются земли, но одновременно меняют длину, якоря не соскальзывают, и робот продвигается вперед.
Новая технология использует перистальтические сегменты внутри устройства, генерируя необходимое усилие для продвижения головы робота вперед. При этом, операторы сохраняют полный контроль над ним, оперативно корректируя направление и глубину бурения при встрече с препятствиями.
Главное преимущество технологии — возможность одновременного выполнения бурения и прокладки трубопровода. Робот не только продвигается через грунт, но и сразу прокладывает необходимые коммуникации, значительно ускоряя сам процесс и снижая затраты. Такой подход устраняет необходимость разделения работ на отдельные этапы, что характерно для традиционных методов.
Разработка устройства стала возможна благодаря программе Министерства энергетики США GOPHURRS, финансирующей 12 техпроектов по прокладке подземных линий электропередач. Университет Кейс Вестерн стал одним из получателей гранта в размере 2 миллионов долларов.
Команда заявила, что это первый эксперимент, в котором точно воспроизведены как физическая форма, так и функциональные движения настоящего дождевого червя.
Читайте также нашу статью о том, как ученые создали миниатюрного плавающего робота-червя.
