Биомиметика подсказала идею робота-оригами Primer со сменным экзоскелетом

Картинки по запросу robot Primer MTIМы живем в мире, где многие представители фауны вынуждены адаптировать свои внешние особенности, чтобы выжить: от бабочек, способных отращивать крылья, до раков отшельников, сменяющих свои раковины. Люди не могут совершать такие метаморфозы, но пытаются создать функциональные объекты, которые способны адаптироваться к изменениям среды или новым задачам. Одно из направлений этой биомиметики — робототехника. В популярных фильмах типа «Трансформеров» эксплуатируется образ многофункциональных роботов-конструкторов, но они имеют мало общего с реальностью: современные роботы по-прежнему остаются довольно негибкими.

Картинки по запросу robot Primer MTI

Ученые проектируют для каждой цели отдельного робота, каждая функциональная часть которого обычно четко фиксируется, поэтому их сложно назвать многозадачными.

Исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта МТИ пытаются исправить эту ситуацию с помощью нового робота Primer, изменяющего форму. Primer своего рода «супергерой»: он может сменять функциональные экзоскелеты, словно наряды, благодаря которым сможет выполнять разные задачи.

Этот маленький кубический робот управляется магнитами: так он может ходить, катиться, парить и скользить. Экзоскелеты из листов пластика, которые при нагревании складываются в определенные формы, используют Primer в качестве сердечника, превращаясь в лодку, планер или колесо. Когда Primer завершает дело, он сбрасывает свою «кожу», погрузившись в воду, которая растворяет экзоскелет.

Такой подход, в основе которого лежит метаморфоза, ученые надеются расширить возможности одного робота, создавая «аксессуары» в зависимости от ситуации. Так у Primer с разными «костюмами» появляется ряд преимуществ. Например, оболочка Wheel-bot заставляет его перемещаться в два раза быстрее, чем Walk-bot. С Boat-bot робот может плавать по воде и носить на себе вдвое больше веса, чем без оболочки. Glider-bot позволяет роботу планировать в воздухе на большие расстояния, что может быть полезно для перемещения роботов или изменении среды.

Primer также может носить несколько скелетов сразу, один в другом, как матрешка. Например, надеть Walk-bot, а затем взаимодействовать с другим, бо́льшим экзоскелетом, с которым он может переносить объекты и перемещаться при этом на две длины собственного тела в секунду. Чтобы развернуть второй экзоскелет, робот с Walk-bot заезжает на лист пластика, который «окутывает» робота и образует соответствующую форму. Сам процесс создания экзоскелетов быстрый: новую «одежду» для Primer можно сделать за несколько часов. Уже готовые экзоскелеты складываются в нужную форму за несколько секунд.

Проект основывается на предыдущих разработках команды ученых, в том числе магнитных блоках, способных собираться в разные формы, и тонко настраиваемых микророботах из листов пластика. Исследователи утверждают, что проще разрабатывать больших роботов-трансформеров, чем маленьких. Эрик Диллер, эксперт по микророботам и доцент кафедры машиностроения в Торонтском университете, считает, что нынешняя работа ученых из МТИ может по праву считаться некоторым прогрессом по сравнению с их предыдущими разработками: они продемонстрировали устройство, которое реализует пять функциональных возможностей.

Картинки по запросу robot Primer MTI

Предыдущие работы других ученых в большинстве случаев не выходили за рамки двух возможностей — «раскрытия» и «закрытия» формы. Команда предлагает множество потенциальных схем использования многофункциональных роботов, которым достаточно просто сменить «костюм».

Например, если одного такого робота с несколькими экзоскелетами отмасштабировать в десятки раз, он мог бы перенести оборудование через реку, сложившись в форму лодки, а затем дотащить его по берегу до нужного места.

Следующим шагом станет изучение возможности сделать Primer еще более функциональным. Команда планирует научить его многому: от езды по воде и зарывания в песок до изменения цвета и маскировки.

Создатели робота уверены, что в будущем подобная технология пригодится в исследованиях космоса: роботов с экзоскелетами можно будет отправлять с миссиями на Марс, где они смогут выполнять различные задачи.

Научная работа опубликована в журнале Science Robotics 27 сентября
DOI: 10.1126/scirobotics.aao4369

Автор: Анастасия Краснянская

Картинки по запросу robot Primer MTI

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!