Прорыв в области мягкой робототехники: Ученые разработали "безмозглого" робота, способного автономно преодолевать сложные лабиринты

Значительным прорывом в области мягкой робототехники стала разработка "безмозглого" робота, способного перемещаться по сложным лабиринтам без участия человека или компьютера. Инновационная конструкция в сочетании с физическим интеллектом позволяет роботу легко маневрировать в сложных и динамичных средах.

Предыдущие работы и ограничения

Ранее группа исследователей уже создала мягкого робота, который мог перемещаться по простым лабиринтам, однако его способность поворачивать была ограничена, если он не сталкивался с препятствием. Это приводило к тому, что робот иногда застревал, двигаясь туда-сюда между параллельными препятствиями. Чтобы решить эту проблему, ученые решили усовершенствовать конструкцию робота и повысить его автономность.

Внедрение физического интеллекта

Новый мягкий робот, разработанный исследователями, основан на физическом интеллекте, который относится к динамическим объектам, поведение которых определяется их конструкцией и материалами, а не внешними управляющими воздействиями. Это означает, что робот может ориентироваться в окружающей обстановке на основе присущих ему свойств, принимая решения без необходимости компьютерного программирования или вмешательства человека.

Асимметричная конструкция для повышения мобильности

Ключ к улучшению характеристик робота лежит в его асимметричной конструкции. В отличие от своего симметричного предшественника, новый робот состоит из двух отдельных половин. Одна половина имеет форму скрученной ленты, которая тянется по прямой линии, а вторая напоминает туго скрученную ленту, которая также закручивается вокруг себя по спирали, как лестница. Благодаря такой конструкции один конец робота оказывает на землю большее усилие, чем другой, что позволяет ему совершать контролируемые повороты и перемещаться по сложным траекториям.

Материал и механизм движения

Как и в предыдущей версии, в конструкции новых мягких роботов используются лентообразные жидкокристаллические эластомеры. При размещении на поверхности, температура которой выше температуры окружающего воздуха, в частности, не менее 55 градусов Цельсия (131 градус по Фаренгейту), часть ленты, соприкасающаяся с поверхностью, сжимается, в то время как открытая часть остается незатронутой. Такое дифференциальное сжатие вызывает движение качения, причем скорость качения увеличивается с повышением температуры поверхности.

Мнение эксперта 

Доктор Цзе Инь, соавтор научной статьи и доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии Государственного университета Северной Каролины, подчеркнул значимость этого открытия. Он заявил: "Мы разработали нового мягкого робота, который способен самостоятельно поворачиваться, что позволяет ему прокладывать путь через извилистые лабиринты и даже обходить движущиеся препятствия. И все это с помощью физического интеллекта, а не под управлением компьютера".

Будущие последствия и применение

Создание такого "безмозглого" мягкого робота открывает мир возможностей для различных применений. Автономные навигационные возможности позволяют использовать его для решения таких задач, как исследование опасных зон, поисково-спасательные операции и даже медицинские процедуры. Способность робота ориентироваться в сложных и динамичных средах без вмешательства человека или компьютера является значительным достижением в области мягкой робототехники.