В Инженерном колледже Сеульского университета разработали технологию, позволяющую мягким роботам выполнять быстрые и мощные движения. «Гиперупругий механизм реверсирования крутящего момента (HeTRM)», аналогичный тем, что создала сама природа, описан в престижном международном журнале Science Robotics.
Рак-богомол наносит удар со скоростью до 90 км/ч, чтобы разорвать свою добычу, а блоха способна прыгать на высоту, превышающую длину ее тела в 200 раз.
«Секрет способности этих организмов генерировать мощные силы с помощью своих мягких тел кроется в "механизме реверсирования крутящего момента", который позволяет мгновенно переключать направление вращательной силы, прилагаемой мышцами к их конечностям. Наша исследовательская группа ранее разрабатывала роботов, вдохновленных блохами, способными совершать высокие прыжки как на суше, так и на воде. Последнее исследование особенно значимо, так как стало шагом вперед, позволяющим достичь мощной производительности в мягких, резиноподобных структурах», — рассказал руководивший исследованием профессор Кю-Джин Чо.
Отличительной чертой HeTRM стало использование характеристик мягких гиперэластичных материалов, которые быстро твердеют при сжатии. Ключом к их разработке стало открытие «перескока», когда сжатие концентрируется на одной стороне гибкого сустава и достигает критической точки с мгновенным высвобождением накопленной энергии. В природе так движутся реснички.
Инженеры расширили этот принцип и продемонстрировали различные практические приложения, например мягкий захват, способный молниеносным движением поймать падающий мячик для пинг-понга. Кроме того, разработан механический предохранитель, который срабатывает, когда конструкция сталкивается с непреднамеренными внешними силами, превышающими определенный порог.
Удивительные особенности искусственных суставов обусловлены не их конструкцией, а свойствами использованных материалов.
«Наш робот сделан из мягких, эластичных материалов вроде резины. Внутри у него есть специальная часть, которая накапливает энергию и высвобождает ее всю сразу — «БАЦ!» — чтобы робот двигался очень быстро. Это немного похоже на то, как согнутая ветка дерева быстро возвращается в исходное положение или как блоха прыгает очень далеко. Этот робот может хватать вещи, например, руку, ползать по полу или даже высоко прыгать, и все это происходит просто за счет сокращения простой мышцы!» — объяснил профессор.
Он выразил уверенность, что «эта технология расширит горизонты проектирования и применения мягкой робототехники».
Создана робоптица, которая умеет взлетать (видео)
Принцип действия нового робота подсмотрели у навозного жука — видео