Влажность воздуха превратили в «топливо» автономного робота

Beomjune Shin et al. / Science Robotics, 2018

Инженеры разработали простого робота, который использует в качестве «топлива» для движения влажность внешней среды. Его центральная часть состоит из двух слоев, один из которых расширяется или сужается при изменении влажности и заставляет всю конструкцию изгибаться. Поскольку влажность возле мокрых поверхностей может резко падать уже в нескольких миллиметрах от поверхности, а «ноги» робота асимметричны, он может самостоятельно двигаться вперед, сообщают инженеры в журнале Science Robotics.

Для того, чтобы расширить возможности роботов, инженеры экспериментируют с самыми разными решениями, и иногда это приводит к появлению концептуальных роботов. Такие устройства не решают конкретных задач в реальном мире, но демонстрируют принципиально новый подход к получению энергии или перемещению в пространстве.

Исследователи под руководством Хо Ён Кима (Ho-Young Kim) из Сеульского университета разработали робота, который может передвигаться в заданном направлении без необходимости в заправке или управлении. Он имеет простую конструкцию из полоски-актуатора и двух прикрепленных к нему «ног» из полиэтилентерефталата. Актуатор представляет собой двухслойную полоску, один слой которой состоит из полиимида, а второй из полиэтиленоксидных нановолокон.

Принцип действия актуатора основан на том, что полиэтиленоксидный слой, в отличие от полиимидного, расширяется при повышении влажности, а влажность возле мокрых поверхностей резко падает в нескольких миллиметрах от поверхности. Изначально робот изогнут таким образом, что центральная часть актуатора находится близко к поверхности. Из-за этого гигроскопически активный слой впитывает влагу из воздуха, расширяется и выгибает актуатор обратно. Поскольку при этом влажность вокруг актуатора падает, этот слой теряет влагу, сужается и снова оказывается возле поверхности. Таким образом робот может самостоятельно циклически изгибаться без необходимости в подзарядке и управлении.

Для того, чтобы превратить эти изгибы в направленное движение, инженеры прикрепили к актуатору две асимметричные «ноги», которые из-за своей конструкции могут двигаться только вперед. Инженеры считают, что такой двигатель, работающий за счет окружающей влажности, можно использовать в военной или медицинской технике.

Есть и другие роботы, не требующие вмешательства человека, например, водоплавающий робот, который добывает себе энергию из грязной воды с помощью микробных топливных элементов, вырабатывающих электричество для электромоторов. А в прошлом году итальянский художник испытал в пустыне Сонора робота-социофоба. За счет солнечных батарей, камеры и GPS-приемника он неделю передвигался по отдаленным частям пустыни и избегал встреч с людьми.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.