Související obsah
- Jak biomimikry inspiruje lidské inovace
Meshworm používá peristaltiku, stahuje a rozšiřuje různé svalové segmenty, aby se dostal na zem. Obrázek přes MIT
Během posledních několika let se inženýři při vymýšlení špičkových robotů stále více dívali na přírodní svět. Létající drony inspirované ptáky a hmyzem se dostali do nebe a pro moře byly vyvinuty plavecké roboty založené na medúze.
Nyní byl tým vědců z MIT, Harvardu a Soulské národní univerzity inspirován jiným druhem stvoření pro robota další generace: skromnou žížala. Jak je podrobně popsáno v článku nedávno zveřejněném v časopise Transactions on Mechatronics, skupina vedená profesorem Sangbae Kim vytvořila zařízení, které nazývají „Meshworm“, malý robot, který se plazí po zemi stejným způsobem jako červi, a to pomocí principu peristaltika.
Zařízení je poháněno spirálovitě tvarovanou cívkou z umělého svalu ze slitiny titanu a niklu, což je materiál vybraný ze zvláštního důvodu: Po zahřátí se roztáhne a po ochlazení se smrští zpět. Inženýři použili interní baterii a desku s obvody, aby přivedli slabý elektrický proud na různé svalové segmenty v Meshworm a postupně je zahřívali. Když je každý segment zahříván, jeho délka se rozšiřuje, což způsobuje, že se vnější obvod sítě krátce smrští a poté se rychle vrátí do své původní velikosti. Protože se tento pohyb objevuje postupně v každém segmentu, vytváří vlnu kontrakce, která umožňuje Meshworm plazit se po zemi.
To vše může znít komplikovaně, ale vypadá to nervózně živě - pravděpodobně jste viděli, že se to stane stokrát během vašeho života v přírodě. Kromě žížal, hlemýžďů a mořských okurek se také pohybují peristaltikou a naše vlastní gastrointestinální trakty pohybují společně potravu stejným mechanismem. Podívejte se na pohyb Meshworm ve videu MIT níže:
Kromě toho má robot umělé svaly, které běží po jeho délce na levé i pravé straně. Když se některý z těchto svalů zahřeje, zatáhnou za zařízení doleva nebo doprava a umožní mu řídit se v jakémkoli směru, jak se pohybuje vpřed. Autonomní robot lze naprogramovat tak, aby se pohyboval po určitých drahách bez zásahu člověka.
Meshworm má ještě jednu pozoruhodnou vlastnost: Je téměř nezničitelná. Protože je zařízení vyrobeno téměř výhradně z měkkých částí, může být zatloukáno nebo šlápnuto na něj, aniž by došlo ke skutečnému poškození. "Můžeš to hodit, a to se nerozpadne, " řekla Kim v tiskové zprávě MIT. "Většina mechanických částí je tuhá a křehká v malém měřítku, ale části v Meshworms jsou vláknité a flexibilní."
Možnosti využití konceptů předvedených v tomto zařízení jsou různé. Výzkum je financován agenturou amerického ministerstva obrany DARPA, která vyvíjí nové vojenské technologie, a někteří spekulují, že by robot mohl být někdy použit v průzkumných misích, protože by mohl být vysazen, vypuštěn nebo hoden na relativně dlouhé vzdálenosti. a přistát bez újmy. Vědci poznamenávají, že taková technologie by mohla být užitečná pro navigaci v drsném terénu a montáž do malých prostor; toto, spolu se skutečností, že funguje tiše a nenápadně, propůjčuje důvěru myšlence, že jednoho dne se plazí po zemi jako strašidelný robotický špión.
Ale může být i více benigních použití. Kellar Autumn, profesor na Lewis a Clark College, který studuje biomechaniku v robotice, řekl MIT, že zařízení podobná Meshworm by mohla být někdy užitečná pro širokou škálu aplikací, včetně spotřební technologie a zdravotnických zařízení, jako jsou endoskopy, implantáty a protetika. "I když je tělo robota mnohem jednodušší než skutečný červ - má jen několik segmentů - zdá se, že má docela působivý výkon, " řekl podzim. "Předpovídám, že v příštích deseti letech uvidíme umělé svaly měnící tvar v mnoha produktech, jako jsou mobilní telefony, přenosné počítače a automobily."
