Одной из перспективных сфер робототехники является создание устройств, способных передвигаться по вертикальным поверхностям. Спектр потенциальных применений таких роботов весьма широк: к примеру, они могут помогать специалистам, производящим техническое обслуживание зданий (скажем, монтажные или санитарные работы).
Сегодня существует немало роботов, которые могут карабкаться (и даже ездить) по ровным вертикальным стенам. Но на "службе" устройствам также предстоит преодолевать выступы, менять курс, переползать с одной стороны вертикальной поверхности на другую и так далее.
На создание робота, способного выполнять эти и подобные манёвры, инженеров из Технологического университета Тоёхаси (Япония) и Кембриджского университета (Великобритания) вдохновили сухопутные пиявки.
Этих превосходных "альпинистов" можно встретить в лесах и в горах. Они способны перемещаться по сложному рельефу, в том числе вертикальному, при помощи двух присосок на обоих концах тела. При этом тела пиявок настолько мягкие, гибкие и лёгкие, что даже в случае падения с большой высоты повреждения окажутся минимальными.
В ходе новой работы учёные использовали "пиявочную концепцию" для создания робота под названием LEeCH.
Его "тело" состоит из трёх гибких душевых шлангов. Трубки закреплены на обоих концах корпуса и продеты в треугольную конструкцию, в которой размещены три электродвигателя с шестернями. Они имеют тот же спиральный "рисунок", что и поверхность шлангов. В результате вращающиеся шестерни проталкивают трубки назад или вперёд, продвигая таким образом всю конструкцию.
Также робот имеет две присоски, управление которыми осуществляют вакуумные насосы.
Корпус LEeCH может изгибаться и удлиняться при передвижении.
Отмечается, что робот не только имитирует локомоцию пиявок, но и обладает ключевыми характеристиками этих представителей кольчатых червей – гибкостью, лёгкостью и растяжимостью.
"Эта идея пришла ко мне в ванной комнате. Когда я случайно открыл кран на максимальную мощность, душевой шланг взбесился, как будто начал жить своей жизнью. Тогда мне пришла в голову мысль, что, если бы я мог управлять шлангом, я мог бы сделать робота с динамическим движением, как у живого существа", – рассказывает ведущий автор работы Аято Канада (Ayato Kanada).
Разработчики уточняют, что робот способен перемещаться не только вверх или вниз, но вообще в любую сторону под углом от 0° до 180°.
В ходе испытаний LEeCH успешно совершил восхождение по вертикальной поверхности, затем осуществил горизонтальный переход и спустился вниз по другой стороне.
В дальнейшем команда планирует рассмотреть возможные варианты улучшения своего в целом довольно простого робота. К примеру, шланги можно наполнять жидкостью, чтобы изменять их жёсткость.
Кроме того, инженеры хотят усовершенствовать присоски (вероятно, для лучшего сцепления с различными типами поверхностей), а также оснастить LEeCH дополнительными "мышцами" для выполнения сложных задач.
Подробнее эта разработка описывается в статье, опубликованной в журнале Soft Robotics.
Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о мягком роботе, способном ходить по стенам, ползать как змея и перемещать предметы. Другого робота инженеры научили отскакивать от стен, чтобы набрать высоту.
