Робот с магнитами в ногах прошелся по стене и залез на потолок
Каждая из ног способна удерживать вес в 2,5 раза превышающей общий вес робота
Швейцарские инженеры разработали четвероного робота Magnecko с магнитными ступнями. Он способен ходить по стенам и потолку из ферромагнитных материалов, сообщает издание New Atlas.
При поддержке Angie — первого российского веб-сервера
Промышленные инженерные сооружения требуют регулярных инспекций технического состояния. Однако интересующие объекты зачастую располагаются в труднодостижимых для человека местах. В этом случае на помощь приходят роботы. На сегодняшний день существует множество решений для удаленного мониторинга, которые можно применять без непосредственного присутствия людей вблизи. Как правило для этих целей предполагается использовать ходячих или колесных роботов, в случае если объекты расположены вблизи поверхности, либо дроны — для работ на высоте. Они, например, запросто справляются с осмотром мостов, сотовых вышек и судов. Однако многие методы неразрушающего контроля, такие, например, как акустико-эмиссионный метод, требуют непосредственной близости инспектирующего устройства к объекту, а это не всегда достижимо в ограниченном пространстве или на лету.
Инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали ходячего робота Magnecko, который способен передвигаться по вертикальным и горизонтальным ферромагнитным поверхностям, надежно закрепляясь на них с помощью магнитов в ступнях.
Внешне робот напоминает паука или краба. Каждая из четырех его ног имеет на конце небольшие магниты которые могут многократно намагничиваться и размагничиваться за доли секунды, при этом для поддержания намагниченного состояния электричество не требуется. В намагниченном состоянии каждая из ног способна удерживать вес в 2,5 раза превосходящий вес всего робота, поэтому Magnecko запросто может держаться на стене или потолке длительное время для изучения технического состояния инспектируемого объекта. Подпружиненные резиновые накладки на ногах помогают роботу поддерживать сцепление в процессе движения. Похожий принцип удержания на ферромагнитной поверхности применялся в роботе, разработанном корейскими инженерами, о котором мы рассказывали ранее.
В текущей версии направлением движения Magnecko приходится управлять с помощью беспроводного пульта, однако переходы с горизонтальной на вертикальную поверхность и обратно робот выполняет самостоятельно. В будущем инженеры планируют добавить роботу больше автономности: он будет самостоятельно планировать маршрут и обходить препятствия.
В случае если вертикальная поверхность не магнитная, то для взбирания по ней можно использовать когти. Такого робота создали австралийские инженеры, которые проанализировали движения двух видов ящериц и использовали полученные данные для настройки конфигурации ног и походки робота.
При этом он может взаимодействовать с хрупкими объектами, не повреждая их
Американские инженеры создали простой и недорогой киригами-манипулятор. Он представляет собой лист материала со множеством прорезей, образующих определенный рисунок, благодаря которому при растяжении лист выгибается, образуя купол со смыкающимися лепестками. С помощью манипулятора можно точно взаимодействовать с ультратонкими и хрупкими объектами, не повреждая их, а также поднимать грузы в 16000 раз тяжелее собственной массы захвата. Статья с описанием конструкции опубликована в журнале Nature Communications. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Все попытки инженеров разработать универсальный мягкий манипулятор для роботов, который смог бы совместить в себе одновременно высокую точность и способность поднимать тяжелые предметы, обычно упираются в компромисс между гибкостью, прочностью и точностью захвата объектов. К примеру, мягкий манипулятор ROSE, напоминающий своей формой цветок, имеет довольно высокое значение отношения грузоподъемности к собственной массе и способен захватывать хрупкие предметы, не нанося им вреда, например, куриное яйцо. Однако из-за особенной формы и способа срабатывания он не может захватывать слишком мелкие объекты, такие как нити и тонкие листы. Инженеры под руководством Цзе Иня (Jie Yin) из Университета Северной Каролины предложили конструкцию манипулятора, которая способна решить эту проблему. В ее основе лежит японская техника складывания и вырезания бумаги киригами. Манипулятор изготавливается из тонкого листа полиэтилентерефталата (PET) толщиной 127 микрометров, в котором с помощью лазера делается множество узких прорезей по определенному паттерну. Благодаря этим прорезям при растяжении в перпендикулярном направлении лист выгибается, принимая форму, напоминающую шаровидную клетку, состоящую из двух половин в виде смыкающихся лепестков. Для срабатывания захвата достаточно лишь растянуть его в одном направлении, поэтому манипулятор можно использовать как дополнение к уже существующим моделям роборук и протезам без серьезных переделок. Давление, с которым половинки захвата воздействуют на объект, составляет всего около 0,05 килопаскаля. Это позволяет безопасно поднимать очень мягкие и хрупкие объекты с близкой к нулю жесткостью. Авторы экспериментировали с каплями воды, кетчупом, сырым яичным желтком, икрой, пудингом, а также с мягкими живыми организмами, такими как медузы. Сетчатая структура манипулятора подходит и для манипуляций с острыми объектами, например, медицинскими иглами. Они проходят сквозь прорези в материале, никак не влияя на целостность и функциональность манипулятора. Манипулятор может очень точно взаимодействовать с тонкими гибкими предметами, к примеру, с нитями толщиной 2 микрометра, что меньше толщины человеческого волоса в 40 раз, и с тонкими листами до 4 микрометров. Для демонстрации точного взаимодействия с объектами в бытовых условиях, инженеры прикрепили манипулятор к концам эффекторов протеза. Оказалось, что с помощью такого дополнения можно легко выполнять действия, иначе конструктивно недоступные для протеза. Брать очень мелкие предметы с поверхности, например, ягоды винограда, не повреждая их, и переворачивать страницы книги. Одновременно с высокими характеристиками точности и способностью взаимодействовать с очень хрупкими объектами, манипулятор обладает рекордным значением отношения массы полезной нагрузки к собственной массе. Масса захвата составляет всего 0,4 грамма, однако оказалось, что он способен поднимать объекты в 16000 раз тяжелее себя. Это, по словам авторов, в 2,5 раза превосходит предыдущий рекорд, который составлял 6400. https://www.youtube.com/watch?v=xfI5V6SuO60&t=1s Материал для захвата можно использовать биоразлагаемый. В этом случае его можно применять для задач, ограниченных по времени и числу применений, к примеру, для биомедицинских целей в качестве одноразового устройства. Техника оригами также часто используется в робототехнике. Например, японский инженер использовал ее для создания механического одноразового захвата, полностью состоящего из обычной офисной бумаги.
