Эффект памяти формы превратили в движущую силу робота

Инженеры из Китая и Австралии создали робота с радиальной симметрией, ноги которого приводит в движение эффект памяти формы. Робот попеременно нагревает часть конечностей и за счет этого двигается вперед, рассказывают разработчики в журнале International Journal of Advanced Robotic Systems.

Поскольку использовать электромоторы для роботов не всегда удобно, исследователи разрабатывают актуаторы, работающие на других принципах. Часто в них применяется переменное давление, позволяющее сжимать или изгибать актуатор. Некоторые из них работают на эффекте памяти формы, позволяющем с помощью нагревания и охлаждения циклически менять форму актуатора. Этот эффект заключается в том, что из-за наличия термоупругой мартенситной структуры деформированный предмет из сплава с памятью формы при нагревании самопроизвольно возвращает свою исходную форму, заданную при исходной термообработке.

Группа инженеров под руководством Цзе Яна (Jie Yang) из Научно-технического университета Китая использовала такой же подход для создания многоногих роботов. Инженеры создали четыре прототипа с разным количеством ног, но все они имеют похожую конструкцию. В центре располагается пластиковый корпус, к которому прикреплены от трех до шести ног. Каждая нога состоит из полидиметилсилоксана и поливинилхлорида, внутри которых на протяжении почти всей ноги протянута тонкая проволока из никель-титанового сплава. Именно он и обеспечивает движение, поскольку сплав обладает эффектом памяти формы.

Принцип движения робота основан на том, что подключенный к ногам источник напряжения периодически нагревает часть ног и заставляет проволоки с памятью формы изгибаться. После этого они охлаждаются и снова возвращаются в исходную форму. Инженеры исследовали различные типы походок робота и конфигурации. Наиболее эффективным оказался трехногий робот, двигающийся с помощью зигзагообразной походки. Эксперименты показали, что длина его шага может достигать 75 миллиметров, что составляет примерно 0,4 от длины размера всего робота.

В будущем авторы намерены продолжить работу над роботом. К примеру, они собираются создать автономную и более мобильную версию робота, которая не будет привязана к источнику энергии.

Недавно другая группа инженеров создала крайне простого робота, в котором используется схожий принцип движения. Почти весь робот представляет собой небольшой фрагмент офисной бумаги. В определенных местах на нее нанесены дорожки из проводящего полимера, через которые пропускают электрический ток, нагревают и заставляют полимер расширяться, а всю ногу изгибаться.

Григорий Копиев