Мягкий робот

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2021, №4)

Большинство людей привыкло думать, что роботы — это электромеханические устройства, управляемые компьютерами. Однако существуют и менее распространенные конструкции на принципиально иной элементной базе. Например, пневматические, у которых даже мозги состоят из воздуха, вернее, из набора воздушных клапанов, которые служат управляющими логическими элементами.

Недорогие в производстве мягкие роботы могут показаться простыми детскими игрушками. Они безопасны и не повреждают окружающие предметы. Такие роботы необходимы в тех редких случаях, когда нельзя использовать электричество, к примеру при авариях на шахтах с взрывоопасным метаном. Элементы пневматических роботов можно использовать и в классической робототехнике, да и самими мягкими роботами иногда управляет электроника. Разработка таких перспективных устройств только начинается.

Недавно в ведущем американском журнале появилась статья инженеров Калифорнийского университета в Сан-Диего, создавших под руководством профессора Майкла Толли первый прототип мягкого робота, способного ходить на четырех ногах. Для передвижения, огибания препятствий и разворота ему нужен только воздух, подаваемый под давлением по тонкому гибкому шлангу.

Мозг робота — это система пневматических трубок и десятка мягких клапанов, соединенных в замкнутые цепи. Разработчики внедрили рефлекторные принципы организации движения, которые использует нервная система млекопитающих. При шаге и беге их нейронные цепи ритмически выдают повторяющиеся последовательности сигналов. Аналогично система осциллирующих клапанных цепей робота контролирует порядок подачи сжатого воздуха к его ногам, в результате чего и происходит их согласованное перемещение.

Каждая нога прикреплена к туловищу под углом 45° и представляет собой жгут из трех гофрированных трубок. Когда пневмомозг повышает давление в одной из трубок, вся нога равномерно изгибается в сторону двух других. Если робот коснулся ногой какого-то объекта, в ней изменяется давление. Система это чувствует и корректирует направление движения. Также у него есть механический датчик — вынесенная вперед трубочка с жидкостью. При контакте, например, со стенкой в ней увеличивается давление жидкости, и робот дает задний ход. Внешне его движения напоминают перемещения черепахи: она тоже, казалось бы, бестолково тычется в стенку, прежде чем развернуться.

Ученым впервые удалось заставить мягкого робота ходить самостоятельно, то есть без внешней управляющей системы. Это решающий шаг к полностью автономным и очень легким пневматическим конструкциям. Профессор Толли заявил, что хотя разработка представляет собой принципиально новую и самую простую реализацию концепции воздушной нервной системы, однако ее принципы позволят создать намного более сложный искусственный мозг. В будущем исследователи надеются научить робота передвигаться по пересеченной местности и преодолевать препятствия.

(Science Robotics 2021, 6, 51) 



123

Разные разности

15.10.2021 17:00:00

…взрослые люди с аутизмом, умственно неполноценные и страдающие расстройствами психики подвержены большему риску подцепить COVID-19 и тяжелее переносят болезнь, если это случилось…

…освещенность живота во время беременности сказывается на развитии мозга эмбриона – чем больше света, тем лучше

…креативная деятельность оказывает нейропротекторный эффект в пожилом возрасте

>>
08.10.2021 17:00:00

Отчего люди голодают в засушливых районах планеты вроде африканского Сахеля? Да от того, что потепление климата ведет к засухе, опустыниванию и потере урожая, скажет всякий. И будет не прав.

>>
23.09.2021 20:00:00

Высокая озабоченность людей глобальным потеплением скорее связана с высоким уровнем их достатка, чем с масштабом грядущих климатических неприятностей на территории их проживания.

>>
08.09.2021 17:00:00

…иммунная система борется с инфекциями с разной интенсивностью в зависимости от времени суток…

…чрезмерное пристрастие к кофе приводит к уменьшению объёма мозга и увеличивает риск развития деменции и инсульта…

…обнаружена значительная корреляция между моментом инерции барицентрического движения Солнца и изменениями среднегодовой температуры Мирового океана в местах основных океанических течений…


>>
24.08.2021 17:00:00

Время от времени китайцы пускаются в путешествия: кто в поиске лучшей доли, кто для удовольствия. Кто они, те китайцы, что едут в РФ в последние 30 лет? Подробное исследование провел социолог из Южно-Уральского университета А.А. Авдашкин.

>>