Многоногого полимерного робота научили шагать в магнитном поле с пилюлей на спине
Китайские инженеры создали полимерного шагающего робота, управляемого с помощью внешнего магнитного поля. Разработчики предполагают, что в будущем подобные роботы можно будет использовать для перемещения лекарств внутри человеческого организма, и продемонстрировали это на примере доставки капсулы внутри модели желудка. Статья опубликована в журнале Nature Comminications.
Инженеры много лет работают над созданием автономных медицинских устройств, которые могли бы работать внутри человеческого тела и выполнять полезные функции, к примеру, доставлять лекарства к конкретным областям тела или проводить обследование. Поскольку эти устройства должны быть крайне компактными, разработчики сталкиваются с целым рядом проблем, главные из которых заключаются в создании компактных, но в то же время эффективных двигателей или актуаторов, а также источников питания для их работы.
Некоторые исследовательские группы в качестве решения этих проблем предлагают использовать внешнее магнитное поле для управления движением робота. К примеру, в начале 2018 года немецкие инженеры создали магнитную робополоску, способную ходить и перемещать предметы. Обычно эти роботы используют крайне простые механизмы движения и из-за этого перемещаются с низкой эффективностью. Группа инженеров из Городского университета Гонконга под руководством Яцзина Шэня (Yajing Shen) создала нового магнитного робота, имеющего множество ног, позволяющих снизить трение с поверхностью и повысить эффективность ходьбы.
При разработке робота инженеры отталкивались от строения живых организмов, имеющих ноги. Обычно длина их ног в один-два раза превышает расстояние между ногами, потому что это позволяет животному быть одновременно достаточно устойчивым и эффективно передвигаться. Инженеры решили выбрать похожее соотношение — длина ног робота составляет 0,65 миллиметра, а расстояние между ними 0,6 миллиметра. Общая длина такой полоски с множеством ног составляет 17 миллиметров. Процесс создания робота достаточно прост: инженеры создавали смесь из полидиметилсилоксана и железных частиц в органическом растворителе гексане, а во время ее затвердевания подносили к ней магнит, который, воздействуя на ферромагнитные частицы в полимере, формировал конические структуры над полимерной полоской.
Инженеры создали аппарат с перемещаемым по трем осям магнитом, а также разработали две схемы движения, во время которых робот либо периодически поднимает всю свою переднюю часть, либо попеременно разные стороны:
Испытания показали, что при частоте цикла перемещения магнита 16 герц робот может за секунду преодолеть расстояние, равное 44 длинам его ноги. Для сравнения, у человека этот показатель составляет около 7,5 длины ноги, а у гепарда 33,3. Потенциальное применение робота разработчики продемонстрировали на примере перемещения капсулы массой 91,4 миллиграмма, что более чем в два раза превышает собственную массу робота. Другие испытания показали, что максимальная масса перемещаемой роботом нагрузки составляет сто его собственных масс.
Недавно американские исследователи разработали способ 3D-печати, позволяющий программировать поведение печатаемых объектов в магнитном поле. С помощью этого метода авторы работы создали шестиногого робота, способного перемещаться и захватывать предметы.
Григорий Копиев
Полнофункциональный прототип компания планирует представить приблизительно через 2-3 года
Китайская компания Fourier Intelligence представила на международной выставке World AI Conference прототип человекоподобного робота GR-1. Робот высотой 165 сантиметров и весом 55 килограмм сможет поднимать груз сопоставимой массы. Ожидается, что робот будет выступать в роли помощника для пожилых людей и пациентов, которым требуется реабилитация, сообщает New Atlas. С момента появления прототипа экспериментального человекоподобного робота Atlas, созданного компанией Boston Dynamics, прошло уже несколько лет. Этот робот получил широкую известность благодаря множеству видеороликов, в которых он бегал, танцевал и даже выполнял прыжки с элементами паркура. С тех пор в области разработки гуманоидных роботов появились новые игроки. Например, компания Agility Robotics представила свою версию человекоподобных роботов Digit, основным предназначением которых станет работа с грузами на складах. Компания Tesla, которая знаменита прежде всего разработкой и выпуском электромобилей, также недавно представила обновленный прототип человекоподобного робота общего назначения под названием Optimus. Интерес автопроизводителя к производству роботов объяснил глава компании Илон Маск, который считает, что уже в недалеком будущем спрос на человекоподобных роботов может составить от 10 до 20 миллионов штук. На проходящей в Шанхае международной выставке World AI Conference 2023 китайская компания Fourier Intelligence, специализирующаяся на производстве медицинских экзоскелетов и оборудования для физиотерапии и реабилитации, представила прототип ходячего робота GR-1 собственной разработки. Рост прототипа составляет 165 сантиметров, а вес 55 килограмм. На лицевой части головы будет расположен экран для отображения информации. На данный момент GR-1 способен ходить со скоростью до 5 километров в час, может обходить препятствия и брать предметы в руки. Электрические актуаторы обеспечивают 40 степеней свободы конечностям робота и позволят поднимать груз массой до 50 килограмм, что сравнимо с его собственной массой. Хотя GR-1 разрабатывается как робот общего назначения, главной его задачей по замыслу разработчиков должна стать помощь в уходе за одинокими пожилыми людьми и пациентами, которым нужна реабилитация. Робот, например, будет помогать переносить пациентов с кровати в кресло-коляску и подавать нужные предметы. К концу 2023 года Fourier Intelligence планирует произвести 100 экземпляров GR-1. Эти прототипы пока не будут обладать всеми заявленными функциями и в первую очередь будут выступать в качестве платформы для экспериментов в исследовательских лабораториях. Полнофункциональный же прототип компания планирует представить приблизительно через 2-3 года. https://www.youtube.com/watch?v=KoAEaZm1Hw4 Ранее мы рассказывали о другом китайском гуманоидном роботе, созданном компанией UBTECH Robotics. Он умеет обходить препятствия, брать в руки предметы и общаться с людьми голосом и световыми индикаторами.