Cоздан прототип биомиметического червя-бота с сетью искусственных “нейронов”

в 6:06, , рубрики: CMMWorm, Блог компании iCover.ru, будущее здесь, дополненная реальность, робототехника, роботы

Приветствуем вас на страницах блога iCover! Как мы знаем, окружающая нас природа – неиссякаемый источник полезных знаний и опыта, которые часто находят свое применение, как в самых перспективных технологиях будущего, так и на самом что ни на есть бытовом уровне. Герой нашего сегодняшней публикации – обыкновенный дождевой червь, вдохновивший ученые умы на создание уникального в своем роде биомиметического робота. Несмотря на скептическое и неприязненное отношение многих к дождевым червям, за свою относительно короткую жизнь они совершают массу полезной работы, а для робототехников представляют настоящий кладезь ценной информации.

Cоздан прототип биомиметического червя-бота с сетью искусственных “нейронов” - 1

Исследования механизма движения дождевого червя позволили совместной группе инженеров и неврологов Центра биотехнологических исследований в области робототехники Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve) создать прототип биомиметического червя-бота CMMWorm. Как считают авторы изобретения, бот может быть использован при изучении труднодоступных завалов, в спасательных работах, при инспектировании труб, в медицине и в иных областях, где не могут быть использованы роботы других типов.

“Дождевые черви, — поясняет руководитель группы Эндрю Хорчлер (Andrew Horchler), — перемещаются по-особенному, с использованием перистальтики (волнообразного сокращения стенок полых трубчатых органов, способствующего продвижению их содержимого к выходным отверстиям). — С этой целью черви используют два типа мышц, способные сокращать и расширять мешочки, наполненные жидкостью, делая их то шире и короче, то тоньше и длиннее, что в итоге обеспечивает их продвижение в предпочитаемом направлении.… Наш прототип биомиметического червя-бота – ”CMMWorm” для формирования волн движения вдоль всего тела использует внешнюю сетчатую оболочку".

Реализации проекта предшествовало создание множества промежуточных кинематических моделей и 2D-симуляторов, позволяющих со временем преодолеть существующие ограничения приводных механизмов на больших сегментах. Для анализа физических процессов движения дождевого червя и последующего воплощения их принципов в действующей модели робота инженерам потребовалось задействовать возможности математических алгоритмов и компьютерного моделирования”. Изучив элементы физической и нервной системы дождевого червя, ответственные за процесс его передвижения, Хорчлер и коллеги по группе создали 3D-печатного робота с электронным управлением, который способен точно повторить движения червя-оригинала. "Этот метод передвижения – сказал инженер, — может оказаться очень эффективен в условиях ограниченного пространства. Так, например, пластичные черви-роботы смогут применяться для обследования труб, при проведении раскопок или, к примеру, при проведении процедуры зондирования".

Перемещение в пространстве сети из узловых модулей обеспечивают электрические приводы, синхронизированные с центральным микроконтроллером, благодаря чему создается возможность имитировать сокращение и удлинение. Множество 3D-печатных модулей взаимосвязаны между собой посредством нейлоновых форм и приводных механизмов. При этом модульная структура тела бота при необходимости масштабируется за счет добавления дополнительных сборных ”секций” так же быстро и просто, как добавляются элементы конструктора Лего.

Cоздан прототип биомиметического червя-бота с сетью искусственных “нейронов” - 2

Диапазон сжатия тела черве-бота до 52% от максимального диаметра в сочетании с шестью независимо контролируемыми сегментами и возможностью замены сетки-оболочки на предпочтительную значительно расширяют возможности применения концепта CMMWorm… – поясняют разработчики. – В обозримой перспективе возможно создание микроскопических модификаций CMM, используемых для ввода в человеческое тело при проведении процедур, подобных эндоскопии.

Последняя версия CMMWorm прототипа модульного биомиметического червя-бота

Несмотря на внешнюю простоту конструкции бота, на доработку проекта до уровня масштабируемых, а главное, эффективных решений, которые смогут быть использованы в соответствии со своим назначением специалистам, по их мнению, потребуется еще несколько лет.

Подробнее с разработкой можно познакомиться здесь.


Уважаемые читатели, мы всегда с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах нашего блога. Мы готовы и дальше делиться с вами самыми свежими новостями, обзорными статьями и другими публикациями и постараемся сделать все возможное для того, чтобы проведенное с нами время было для вас полезным. И, конечно, не забывайте подписываться на наши рубрики.

Другие наши статьи и события

Автор: iCover.ru

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля