«Многоклеточного» робота научили подражать морфогенезу
Исследователи из Чилийского университета и Университета Тарапаки построили модульного робота, который может подражать поведению клеток при морфогенезе. Конструкция робота описана в статье, опубликованной в PLoS ONE.
Модульные роботы с возможностью изменения конфигурации — одна из активно развивающихся областей в современной робототехнике. Подобные разработки в перспективе могут помочь в создании роботов, самостоятельно перестраивающихся в зависимости от поставленной задачи. По словам авторов статьи, они решили использовать мягкие модули вместо жестких, вдохновившись примером поведения клеток в организме.
Ученые методом мягкой литографии изготовили силиконовую оболочку кубов-«клеток» с ребром длиной в 20 миллиметров, а на грани кубов поместили постоянные магниты в 3D-печатных рамах, которые за счет большей площади не позволяют магнитам продавливать грани в центр куба. Для управления поведением кубов исследователи использовали пневматический привод от внешнего источника — из-за повышения давления кубы раздуваются, а контролируемая деформация нескольких элементов приводит в движение всю «многоклеточную» конструкцию.
В серии экспериментов с группой кубов ученым удалось имитировать поведение живых клеток и тканей: миграцию, расслаивание, инвагинацию, инволюцию, эпиболию. Кроме того, разработчики продемонстрировали, что робот может перемещаться по твердой поверхности в разных конфигурациях. Как отмечают авторы, им удалось показать, что модульные роботы могут полагаться даже на механизмы пассивного соединения, не требующие присутствия какой-либо электроники в кубах. Кроме того, если в конструкции модулей использовать внутренние насосы вместо внешнего пневматического привода, то такой «многоклеточный» робот сможет функционировать автономно.
Пневматический привод нередко используется в конструкции необычных роботов — например, на пневматике работает шагающий октаэдр, сжимаемый колесный робот и пневматическая робособака. Среди интересных мягких роботов можно упомянуть гарвардского робота-осьминога, в котором вообще не было жестких частей — даже для управления вместо традиционной электроники использовались методы микрофлюидики для постройки простой логической схемы, отвечающей за попеременную подачу давления в пневматические контуры.
В чем особенность исследований Blue Sky
Бывает, что ученые не представляют, каким будет конечный результат их работы и найдет ли она в обозримом будущем практическое применение. Высокорисковые исследования принято называть Blue Sky Science, или «наукой голубого неба». В 2022 году в России прошел первый конкурс «Blue Sky Research — Искусственный интеллект в науке», в котором участвовали исключительно такие проекты. А до 27 февраля 2023 года идет прием заявок на участие в конкурсе 2023 года, посвященном исследованиям на стыке искусственного интеллекта и АПК, пищевых технологий. Ко Дню российской науки, который отмечается в России 8 февраля, мы поговорили с молодыми учеными — финалистами первого конкурса. Рассказываем про их проекты, интересы и науку уровня Blue Sky.
