×
 3D-распечатанный полумягкий робот прыгает с помощью бутана

В робототехнике, как и во всей инженерии, есть ряд компромиссов. Например, жесткие роботы могут двигаться быстрее и лучше подходят для электроники и других компонентов, но более опасны для окружающих их людей. К тому же жесткость делает их более восприимчивыми к разрушению. В то же время мягкие роботы являются более безопасными и более гибкими, но они, как правило, медленные и менее пригодны для решения определенных задач, а также сильно зависят от источника питания и превращаются в желе после первого удара.

 

Какой может быть компромисс в таком случае? Только создать мягко-жесткого робота. И в этом решении конструкторам снова помогло наблюдение за природой. Дело в том, что в природе животные обычно смешивают мягкие и жесткие структуры. В стремлении подражать этому инженеры из Гарвардского университета и Университета Калифорнии в Сан-Диего использовали многосоставную 3D-печать для создания робота с питанием от системы внутреннего сгорания. Причем робота прыгающего и способного к трансформации от мягкой структуры к жесткой и обратно.

 

Конструкция состоит из двух вложенных полушарий вокруг жесткого основного модуля, который содержит миниатюрный воздушный компрессор, топливный элемент, бутан и другие детали. Верхнюю полусферу напечатали в виде одной детали, но робот имеет девять различных слоев жесткости с твердым центром и резиной по краям.

 

Нижняя половина робота обладает гибкой конструкцией, имеющей камеру внутреннего сгорания, где бутан смешивается с кислородом и зажигается – происходит мини-взрыв, который и подбрасывает робота, заставляя прыгать. Причем прыгать робот может на разную высоту, это зависит от мощности взрыва. Направление он задает надувными ногами.

 

Команда провела тесты на роботе, в ходе которых удалось заставить робота прыгнуть на расстояние в 2,5 фута (0,75 м) в высоту и на шесть дюймов в длину (0,15 м). Затем робота сбросили с высоты около четырех футов (1,2 м) 35 раз подряд. Он уцелел и не поменял структуры.

 

«Мы считаем, что объединение мягких и жестких материалов поможет создать новое поколение быстрых, гибких роботов, которые будут более надежными и адаптированными для движения, чем их предшественники. Такие смогут спокойно работать бок о бок с людьми», – говорит Майкл Толи (Michael Tolly), доцент машиностроения в UC San Diego и один из авторов статьи.

 

Результаты исследований команды были опубликованы в этом месяце в журнале Science.

 

Видео ниже показывает прыжки полумягкого робота:

 

 

Автор: Степан Мазур

 

Оригинал фото: gizmag