Гибкий робот-гимнаст: революция в мягкой робототехнике

Представлен новый сверхгибкий робот, способный изменять свою форму благодаря аморфным характеристикам, подобно популярному антигерою из комиксов Marvel – Веному.

Это уникальное творение, разработанное специалистами Бристольского университета и Лондонского университета Королевы Марии, демонстрирует беспрецедентную адаптивность по сравнению с существующими мягкими роботами. Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, описывает электро-морфирующий гелевый (e-MG) человекоподобный робот-гимнаст, который способен перемещаться, используя свое гибкое тело и конечности.

Разработчики использовали специальный материал – электро-морфирующий гель (e-MG), который позволяет роботу демонстрировать функции изменения формы. Это достигается за счет манипулирования электрическими полями с помощью сверхлегких электродов, что позволяет роботу сгибаться, растягиваться и двигаться способами, ранее считавшимися трудными или невозможными.

По словам ведущего автора исследования, Чикунь Сюй, робота-ассоциата Бристольского университета, мягкая робототехника является захватывающей и быстро развивающейся областью. Их e-MG робот, напоминающий нечто из научной фантастики, знаменует собой важный прорыв, открывающий путь для дальнейшего прогресса.

Мягкие роботы, благодаря своей уникальной трансформируемости и адаптивности, расширяют возможности традиционной жесткой робототехники и предлагают новаторские решения для промышленности, носимых устройств и здравоохранения. Тем не менее, существующие мягкие роботы сталкиваются с ограничениями в скорости реакции, сложности изменения формы и независимого манипулирования.

В ходе исследования команда продемонстрировала роботов, способных к деформации и движению в больших масштабах, с множественными и сложными морфологическими поведением, превосходящими возможности существующих аналогов. Это выгодно отличает их от предыдущих магнитных микророботов, требовавших громоздких и дорогостоящих электромагнитов.

Роботы часто разрабатываются для выполнения конкретной задачи с высокой степенью специализации. Адаптивность e-MG робота и его стабильная производительность на протяжении 10 000 циклов активации представляют собой шаг к следующему поколению интеллектуальных роботов. Созданный из мягкого полимерного композита с нанокристаллическими проводниками, e-MG робот может управляться дистанционно электрическими полями с высокой степенью контроля и возможностью изменения формы тела.

Геометрия e-MG робота может быть адаптирована под конкретные сценарии применения. Как показано в демонстрации, гелевый человекоподобный гимнаст с ловким телом и активными конечностями способен перемещаться, раскачиваясь вдоль потолка. e-MG робот может быть интегрирован с жесткой, традиционной робототехникой или машинами для создания гибридных конструкций, адаптированных к сложным задачам и средам.

Чикунь Сюй добавляет, что потенциальные применения мягкой робототехники так же широки, как и захватывающи. От освоения космоса до носимых устройств и здравоохранения – мягкая робототехника может раздвинуть границы возможного. e-MG робот и будущие мягкие роботы могут стать своего рода «швейцарскими армейскими ножами», чья адаптивность предоставит разнообразный набор инструментов для ситуаций, где традиционные роботы могут быть неэффективны.