Из бумаги собрали робочервя

Инженеры из Иллинойского университета в Урбан-Шампейн разработали робота-червя, основная часть которого состоит из бумаги. Для того, чтобы робот мог двигаться, его бумажные элементы сложены с помощью техники оригами. Внешняя часть робота состоит из бумажной «гармошки», внутри которой располагаются два бумажных винта. За счет этих винтов робот может расширяться и сжиматься, причем, поскольку винты управляются независимо, робот может двигаться не только по прямой, но и поворачивать. Описание разработки опубликовано в журнале Smart Materials and Structures, также об этом сообщает пресс-релиз университета.

Ученые и инженеры нередко используют в своих разработках механизмы, используемые живыми организмами. Иногда это носит концептуальный характер, как в случае с роботом, который не передвигается, а растет по направлению к цели. В других случаях инженеры перенимают вполне эффективные механизмы.

Американские исследователи решили создать механический аналоги червя, который также состоит из cегментов. В качестве основного материала они выбрали бумагу. Большую часть корпуса робота составляет «гармошка». Для того, чтобы она могла сокращаться и расширяться как черви, исследователи использовали довольно необычный подход. Они установили внутрь «гармошки» два винта, сложенных в паттерном Креслинга (Kresling pattern). Такой узор позволяет связывать поступательное и вращательное движения и превращать один вид в другой.

Пример паттерна, использованного в работе, и связывающего вращательное и поступательное движения

К таким винтам они присоединили два мотора. За счет вращения мотора винты сокращались, а за ними и вся конструкция. Поскольку инженеры использовали два независимо управляемых винта, а не один, робот может поворачивать и двигаться в любом направлении. В роли щетинок, которые удерживают червей от обратного движения, исследователи использовали «ножки» из двух материалов с разным взаимодействием с поверхностью, по которой передвигается робот. За счет этого он может скользить вперед при расширении, но сила трения не позволяет ему скользить назад при сжатии.

Инженеры и ученые не первый раз используют принципы движения гусениц и червей в своих изобретениях. Нидерландские ученые разработали материал, который изгибается под действием света, и использовали его для создания «гусеницы», которая двигается в определенном направлении при облучении. А китайские исследователи создали мягкую роборуку, состоящую из множества секций, и умеющую изгибаться в разных направлениях.

Григорий Копиев