Волнообразный робот прополз по свиному кишечнику
Израильские инженеры испытали небольшого одноактуаторного робота, поместив его в свиной кишечник. Благодаря волнообразному механизму движения он смог самостоятельно проползти вдоль стенок.
Многие виды диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта проводятся с помощью эндоскопии, при которой врач осматривает поверхности органов, а также при некоторых видах осмотра может проводить биопсию. Это позволяет выявить на ранних этапах серьезные болезни, к примеру, рак кишечника, и тем самым значительно улучшить прогноз по сравнению с обнаружением после появления заметных симптомов. Но часто эндоскопические исследования проводятся с помощью полужестких зондов, которые причиняют пациентам болезненные ощущения, и немало людей отказываются от диагностики именно из-за этого, поэтому инженеры работают над созданием роботов-эндоскопов, которые способны самостоятельно и безболезненно проходить по желудочно-кишечному тракту.
Зачастую эти роботы используют для движения перистальтические движения — то есть чередующиеся продольные сокращения и поперечные расширения. Давид Заррук (David Zarrouk) и Ли-Хи Дрори (Lee-Hee Drori) из Университета имени Бен-Гуриона использовали для той же задачи робота SAW с необычным волнообразным механизмом движения. Самого робота инженеры показали еще в конце 2017 года. Он имеет простую механическую конструкцию: он состоит из множества соединенных звеньев и проходящей через них спирали, прикрепленной к мотору. Когда мотор начинает вращаться, спираль вращается за ним и звенья начинают двигаться подобно волне.
Разработчики с самого начала предполагали, что робота можно будет использовать в медицине в качестве автономного эдоскопа, но до недавнего времени испытывали его лишь в искусственных трубках и похожих конструкциях, а теперь показали его работу в реальном фрагменте свиного кишечника:
На видео можно увидеть, что к роботу спереди подсоединены кабели, однако они используются только для питания и контроля, и не тянут его вперед. Стоит отметить, что в ролике робот достаточно сильно упирается в стенку кишечника и растягивает ее, что может вызвать неприятные ощущения у пациента в случае, если эндоскоп такой конструкции будет использоваться на практике.
В 2017 году японцы показали прототип самоходного робота-бронхоскопа, использующего перстальтические движения. Его особенность заключается в том, что он способен поворачивать и выбирать нужное ответвление бронхиального древа.
Григорий Копиев
И покрутила стопой
Инженеры из Кореи разработали робоногу HyperLeg для человекоподобных роботов, которая имитирует анатомию и возможности человеческой конечности. Нога массой 8,1 килограмм имеет подвижный голеностопный сустав с двумя степенями свободы и подвижную стопу с отклоняемым мыском. Видео доступно на YouTube-канале лаборатории. В последние годы активно развивается направление разработки человекоподобных ходячих роботов. Благодаря наличию ног они в теории могут эффективно передвигаться по разнообразным типам поверхностей и преодолевать препятствия, недоступные для роботов на колесах. За прошедшее несколько лет инженеры научили роботов держать баланс и достаточно уверенно передвигаться. Например, известный человекоподобный робот Atlas, разработанный компанией Boston Dynamics, способен не только уверенно ходить, но также бегать, танцевать и даже демонстрировал некоторые элементы паркура. Тем не менее многие разрабатываемые компаниями человекоподобные роботы до сих пор уступают людям в ловкости, скорости и навыках эффективного передвижения на ногах. Не исключено, что это связано со строением робоног прототипов, которое отличается от анатомии человеческих конечностей, имеющих подвижный голеностопный сустав с несколькими степенями свободы и сгибающуюся ступню. Приблизить ноги роботов к человеческим возможностям решили инженеры из лаборатории робототехники IRIM lab Корейского института технологий и образования. Совместно с компанией WIRobotics они разработали прототип человекоподобной ноги Hyperleg, имитирующей внешний вид, анатомию и возможности нижней человеческой конечности. Робонога состоит из бедра, голени и подвижной ступни. Суммарная масса робоконечности составляет 8,1 килограмм, а высота 786 миллиметров. Все актуаторы располагаются в бедре, масса которого достигает 3,94 килограмм. Главная отличительная черта от предыдущих разработок заключается в конструкции голеностопного сустава, который имеет две степени свободы. Как и у человеческой конечности, помимо подвижного соединения, которое позволяет поднимать носок ступни к голени и отклонять его вниз, голеностопный сустав HyperLeg может вращать ступню в поперечном направлении на 30 градусов в обе стороны. Кроме этого, ступня Hyperleg имеет округлую пятку и сгибаемый мысок аналогично ступне человека. Таким образом, при движении нога может опираться как на переднюю, так и на заднюю часть стопы, аналогично тому как это происходит у человека при ходьбе. В представленном видео продемонстрированы возможные движения роботизированной конечности, а также ее испытания на прыжок в длину с дополнительным грузом 8 килограмм, закрепленным на верхней части бедра. Преодолеваемая 16-килограммовой ногой дистанция в прыжке составляет около 900 миллиметров. https://www.youtube.com/watch?v=wLFCMwRvhVI Другой человекоподобный робот, Digit, разрабатываемый компанией Aerial Robotics для работы на складах, тоже имеет примечательную конструкцию ног, отличающуюся от ног роботов Atlas и недавно представленных роботов Optimus, компании Tesla. Его колено выгнуто в противоположную от привычного направления сторону. Такая конструкция коленного сустава призвана помочь роботу в подъеме груза.