Робота научили бегать, как гепард

Гепард — самое быстрое из всех наземных млекопитающих: за 3 сек может развить скорость до 90 км/ч, по другим данным – вообще до 110 км/ч. Хищник также способен мгновенно менять направление спринтерского забега: помогают ему в этом когти, которые действуют как шипы на бутсах спортсменов. А скоростной бег осуществляется благодаря аэродинамическому строению тела. Гибкий позвоночник позволяет бежать, почти не отрывая лапы от земли, и удерживать голову на одной высоте; хвост помогает сохранять равновесие.

Американские инженеры Университета штата Северная Каролина, вдохновлённые бегом гепарда, разработали новый тип мягкого робота, который по скорости превосходит все предыдущие поколения. Кроме того, он может плавать. Поскольку спринтерская скорость животного достигается благодаря гибкому позвоночнику, то учёные особое внимание уделили именно этой части конструкции.

Позвоночник, состоящий из двух соединенных частей, оснащен пружиной. Мягкое, легко изгибающееся «тело», пронизано канальцами-приводами. Робот приводится в движение изменением давления внутри канальцев, в которые порциями вбрасывается воздух. Под воздушным напором «тело» сжимается и таким образом напрягает пружину, а потом эта пружина под действием силы упругости резко разжимается, что толкает «гепарда» вперёд. Переключение между этими двумя состояниями высвобождает такое значительное количество энергии, что позволяет роботу скакать галопом по поверхности.

Самые быстрые мягкие роботы до этого изобретения могли двигаться на твёрдых поверхностях со скоростью до 0,8 длины тела в секунду. Новый класс мягких роботов (LEAP) достигают скорости до 2,7 длины тела в секунду, то есть мчатся более чем в 3 раза быстрее. Также они способны подниматься по крутым склонам, что было недоступно предыдущим поколениям. Более того, эти «галопирующие» роботы в длину 7 см при весе всего 45 г, могут переносить как хрупкие предметы (к примеру, яйцо), так и предметы весом аж до 10 кг. А заменив «ноги-когти» на плавники, LEAP сумеет преодолеть водное пространство.

Учёные надеются, что их изобретение пригодится в поисково-спасательных операциях, где важна скорость и быстрое принятие и исполнение решений. Подробно о новой конструкции роботов можно узнать в журнале Science Advances.