Платим блогерам
Блоги
vizir47
Исследователи из Бристольского университета разработали механизм скользящего всасывания, использующий принцип передвижения улиток, что позволяет значительно расширить сферу использования роботов.


Исследователи из лаборатории робототехники Бристольского университета разработали эффективный механизм, использующий способность улиток перемещаться, в том числе и по вертикальной стене. Они оснастили робота технологией скользящего всасывания, которая позволяет ему скользить по воде с использованием заменителя слизи улитки, которая одновременно служит клеем.

реклама

Snail-inspired mechanism enables low-cost, high-payload climbing robots


С помощью всего лишь одной присоски такие роботы-улитки могут   уверенно скользить по поверхности, используя эффективный механизм передвижения на липучках, и обладать большой грузоподъемностью. Секреция слизи, которая снижает трение и увеличивает всасывание, необходима для того, чтобы улитки могли скользить при всасывании. Учитывая важность слизи в механизме скользящего всасывания, исследователи использовали воду в качестве недорогой, легкодоступной и гигиеничной замены настоящей слизи, чтобы облегчить скольжение робота при сохранении всасывания. Они сконструировали мехатронную систему робота, оптимизировали материалы, из которых изготовлена присоска, и продемонстрировали ее эффективность, транспортируя 200-граммовый груз и обходя препятствия.

По словам исследователей Бристольского университета, подтвержденным видеодемонстрацией, скользящий всасывающий механизм позволяет легкому роботу, весом всего 96 г, перемещаться вертикально и вверх ногами с высокой скоростью, совершая, например, поворот на 53° в секунду и перемещение на 19 мм в секунду. При этом была продемонстрирована способность такого робота нести значительную полезную нагрузку (протестировано перемещение   груза в 1 кг, теоретически он может достигать 5,03 кг), в десятки раз превышающую его собственный вес. Этот метод также не требует энергии для поддержания адгезии.

“Благодаря работе робота-всасывателя со скольжением мы продемонстрировали, что он обеспечивает низкое энергопотребление, высокую эффективность сцепления и безопасность, высокую грузоподъемность и низкую сложность, оставляя при этом только быстро испаряющийся водяной след”, - сказал Тяньци Юэ, ведущий автор указанной разработки.

Новый метод увеличивает число способов передвижения роботов. Исследователи утверждают, что скользящее всасывание обеспечивает недорогой, энергоэффективный, удобный и экологически чистый метод передвижения на водяной основе. Они заявляют, что такой инновационный  подход к способам передвижения роботов обладает значительным потенциалом для применения в альпинистских роботах, роботах для наружного осмотра и в роботизированном транспорте. “Самое интересное открытие нашего исследования заключается в том, что предложенный скользящий всасывающий механизм является новой стратегией чистого лазания и значительно продвинет разработку роботов-скалолазов следующего поколения”, - говорится в заявлении  Тяньци Юэ.

Подробности исследования команды были опубликованы в журнале Nature Communications. Как отмечают эксперты роботопроизводства, стратегия сцепления позволяет роботам захватывать предметы, манипулировать ими и карабкаться по ним, создавая силы притяжения между объектами и поверхностями. Различные методы адгезии для лазающих роботов включают всасывание, электромагнитную адгезию, адгезию геккона и электроадгезию.

Однако, как указывают эксперты, более высокая сила сцепления увеличивает трение между клеевой накладкой и основанием. Чтобы справиться с этим трением, роботы-скалолазы должны использовать множество клейких накладок, которые периодически отсоединяются, перемещаются и снова прикрепляются, что напоминает дискретное движение “при ходьбе”. Этот подход имеет ряд недостатков: частое разрушение и восстановление силы сцепления; сложные, тяжелые конструкции передачи; потеря энергии при изменении положения прокладки; снижение общей силы сцепления при перемещении из-за отсоединения некоторых прокладок.

Кроме того, исследователи подчеркивают, что нынешняя конструкция позволяет пока скользить только по гладким поверхностям. Шероховатые поверхности снижают производительность из-за протечек и повышенного трения, но улучшают сцепление, предотвращая проскальзывание. Как указывается, в будущем в конструкцию может быть включен небольшой вакуумный насос для предотвращения протечек на неровных поверхностях, что сделает его более энергоэффективным, чем обычные роботы для лазания по стенам. 

Робот-всасыватель также не сможет скользить по ступенькам, но ожидается, что будущие версии с несколькими присосками смогут найти и здесь решение. В частности, добавление датчиков может обеспечить точное и автономное перемещение. Кроме того, высказывается мнение, что использование супергидрофобных покрытий на присосках может предотвратить скольжение на мокрых участках.

+
Написать комментарий (0)

Популярные новости

Сейчас обсуждают