- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Реакция полос гибкого полимера на изменение температуры зависит от их толщины. Здесь показаны полосы от 0,6 мм до 1,6 мм при помещении в воду 65°С. Скорость выпрямления варьируется от 7 до 37 секунд, что позволяет программировать действия робота в определённой последовательности
Инженеры Калифорнийского технологического института с коллегами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали роботов [1], способных самостоятельно двигаться без использования каких-либо двигателей, сервоприводов или источника питания. Похоже на вечный двигатель? Не совсем. Дело в том, что каждая пара вёсел или «мышц» способна только на одно движение вёслами после того, как робота опустят в воду. Но изюминка в том, что мышц и вёсел может быть сколько угодно — и они могут срабатывать через разные промежутки времени друг за другом. Таким образом можно заранее программировать траекторию движения робота, а также выполнение им различных действий — например, сброс груза с последующим манёвром уклонения. Научная работа финансировалась научно-исследовательским подразделением армии США (Army Research Office).
Несмотря на кажущуюся простоту, это первые в своём роде устройства, которые для запрограммированных действий в воде используют деформацию материала при изменении температуры. Принцип работы показан в демонстрационных видеороликах [1].
По мнению разработчиков, это исследование в каком-то смысле «стирает границу между материалами и роботами», поскольку в устройстве сам материал выполняет функцию машины: «Наши примеры показывают, что мы можем использовать структурированные материалы, которые деформируются в ответ на экологические сигналы, для управления и движения роботов, — говорит [10] Чайра Дарайо (Chiara Daraio), профессор машиностроения и прикладной физики в отделе инженерных и прикладных наук Калифорнийского технологического института, один из авторов научной статьи.
Робот приводится в движение полосами гибкого полимера, который сжимается при холоде и растягивается при нагревании. Полимер расположен так, чтобы активировать бистабильный переключатель в корпусе робота, который в свою очередь прикреплён к подвижному элементу, например, к веслу для гребка вперёд.
Исследование опирается на предыдущую научную работу по цепям бистабильных элементов [11] для передачи сигналов и конструирования логических вентилей программируемой машины.
Кроме температуры, робот может программироваться на выполнение действий в зависимости от других условий — например, срабатывать на изменение кислотности среды.
Научная статья опубликована [1] 15 мая 2018 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (doi: 10.1073/pnas.1800386115, pdf [12]).
Автор: Анатолий Ализар
Источник [13]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/robototehnika/280319
Ссылки в тексте:
[1] создали роботов: https://authors.library.caltech.edu/86403/
[2] Один гребок: https://authors.library.caltech.edu/86403/3/pnas.1800386115.sm01.mp4
[3] Реакция «мышц» на изменение температуры: https://authors.library.caltech.edu/86403/4/pnas.1800386115.sm02.mp4
[4] Движение робота-гребца с двумя парами вёсел: https://authors.library.caltech.edu/86403/5/pnas.1800386115.sm03.mp4
[5] Движение с левым поворотом: https://authors.library.caltech.edu/86403/6/pnas.1800386115.sm04.mp4
[6] Движение с двумя поворотами: https://authors.library.caltech.edu/86403/7/pnas.1800386115.sm05.mp4
[7] Мускулы из другого материала: https://authors.library.caltech.edu/86403/8/pnas.1800386115.sm06.mp4
[8] Пример сложного алгоритма: https://authors.library.caltech.edu/86403/9/pnas.1800386115.sm07.mp4
[9] Внутренний механизм актуатора: https://authors.library.caltech.edu/86403/10/pnas.1800386115.sm08.mp4
[10] говорит: http://www.caltech.edu/news/no-motor-no-battery-no-problem-82253
[11] предыдущую научную работу по цепям бистабильных элементов: http://www.caltech.edu/news/utility-instability-51629
[12] pdf: https://authors.library.caltech.edu/86403/1/1800386115.full.pdf
[13] Источник: https://geektimes.com/post/300913/?utm_campaign=300913
Нажмите здесь для печати.