Tento robot vypadá jako koláč a skáče jako housenka

Kdyby koláč uměl snít, mohl by prodloužit nohy, aby mohl seskočit ze snídaňového talíře v honbě za lepším životem bez stresu.

Ale ukazuje se, že na něco tak plochého, jako je žakárová klapka na skákání, nohy nejsou nutné. Skupina vědců navrhla robota ve tvaru tortilly, který dokáže skákat několikrát za sekundu a je více než sedmkrát vyšší než jeho půlcentimetrová tělesná výška. Uvádějí, že robot, který je velký asi jako rozdrcený tenisový míček a váží přibližně stejně jako kancelářská sponka, provádí tyto činy elegantně, aniž by se objevily nohy. Jejich výzkum byl zveřejněn v úterý v časopise Příroda komunikace.

Shuguang Li, harvardský robotik, který se na výzkumu nepodílel, popsal nového robota jako „chytrý nápad“ a „důležitý příspěvek na poli měkké robotiky“.

Mnoho pozemských robotů, tedy těch, kteří jsou v domácnosti, se pohybuje spíše na souši než ve vzduchu nebo ve vodě, válením se nebo chůzí. Ale schopnost skákat by mohla pomoci pozemnímu robotovi procházet nová místa a procházet nerovným terénem; Rui Chen, výzkumník z Chongqing University v Číně a autor výzkumného článku, napsal v e-mailu, že někdy je pro robota lepší překážku přeskočit, než ji obcházet.

Přestože skákání může některým robotům poskytnout konkurenční výhodu, vytvoření této schopnosti bylo pro výzkumníky v oblasti robotiky výzvou. Někteří měkcí roboti, kteří ukládají energii, mohou provést jeden působivý skok extrémně zřídka. Někteří měkcí, lehcí roboti, kteří neukládají energii, dokážou hodně skákat, ale nedokážou skákat dostatečně vysoko nebo daleko, aby úspěšně překonali překážku, jako je chodník.

Ideální skákací robot by byl schopen opakovaně skákat vysoko a daleko. „Tyto dvě činnosti jsou protichůdné,“ řekl Dr. Chen. Skákání výše nebo dále vyžaduje více energie a opakované skákání vyžaduje, aby byla energie shromážděna a uvolněna v kratším časovém období – což je pro malého robota skličující úkol.

Pro inspiraci se vědci podívali na larvy háďátek a larvy, které… zázračně ejakulovat překračují vzdálenosti 30krát větší než jejich logaritmicky podobná těla, která jsou dlouhá jedna desetina palce. „Většina tvorů potřebuje ke skoku nohy,“ řekl Dr. Chen a dodal, že larvy „mohou skákat ohýbáním těla.“ Larva se zasune ve formě kroužku – a přilepí si hlavu k zádi se speciálním lepkavým vlasem – a přitlačí tekutinu k jednomu konci svého těla, takže je tuhé. Hromadění tekutiny zvyšuje tlak a uvolnění tlaku způsobuje, že larva stoupá.

Diskovité tělo robota nepřipomíná larvu žlučníkové mušky, ale poskakuje jako tělo. Jeho tělo je vyrobeno ze dvou plastových sáčků potištěných elektrodami; Přední vak je naplněn kapalinou a zadní vak je naplněn stejným objemem vzduchu. Robot využívá statickou elektřinu k pohánění toku tekutiny k deformaci částí svého těla, což způsobí, že se tělo ohne a vytvoří sílu se zemí, což způsobí, že skočí. Airbag napodobuje funkci zvířecího ocasu a pomáhá robotovi udržet stabilní pozici při skákání a přistávání.

Tato konstrukce umožňuje robotovi skočit 7,68násobkem jeho vlastní tělesné výšky a má plynulou rychlost skoku šest délek těla za sekundu – rychlost, kterou Dr. Lee nazval „docela působivá“.

Robot tak může skákat rychle a nepřetržitě. Dokáže ale překonat překážky? Aby to vědci zjistili, podrobili malého robota několika testům, které by mohly být hodné inspirativního filmového sestřihu, jako je trénink Sylvestra Stalloneho v „skalnatý. „

Robot musel překonat kopce, svahy a různé štěrkové dráty. Musela proskočit kruhovým schůdkem vysokým pět milimetrů a projít prázdnou smyčkou vysokou osm milimetrů – obrovské překážky pro čtyři milimetry vysokého robota s tělem podobným koláči. Amatérský akrobat prošel všemi těmito testy snadno, ne-li bezpečně.

Robot může také sám měnit směr, asi 138 stupňů za sekundu – nejrychlejší rychlost otáčení ze všech robotů s měkkým skákáním, řekl Dr. Chen. Podle Wenke Ho, vedoucího výzkumného pracovníka z Institutu Maxe Plancka v Německu, který se na výzkumu nepodílel, se robot může podobně jako auto řídit nepřetržitou rotací.

Robot se spoléhá na externí napájení napájené elektrickými vodiči. Dr. Chen řekl, že výzkumníci by rádi v budoucích iteracích vyrobili robota bezdrátového, ale bylo by obtížné udržet robota malého a lehkého.

„Zajímalo by mě, jestli by přidání zdroje energie na loď bylo výzvou pro tento malý měkký traverz,“ řekl Dr. Lee.

Výzkumníci navrhují začlenit do malého robota senzory, které mu umožní detekovat podmínky prostředí, jako jsou znečišťující látky v budovách. Dr. Lee navrhl, že robot by nakonec mohl skenovat těžko dostupné oblasti velkých průmyslových strojů, nebo pokud by byl vybaven malou kamerou, mohl by být použit při pátracích a záchranných misích pro uvězněné lidi nebo zvířata, protože by mohl cestovat přes malé oblasti. prostory v oblastech postižených katastrofou. Dodal, že robot je rozměrově malý a levný. „Možná, že jeho vybudování bude stát jen pár dolarů,“ řekl Dr. Lee.

Ačkoli je robot v současné době omezen na Zemi, Dr. Ho navrhl, že by mohl být doma a zkoumat jinou planetu. „Tento druh mise vyžaduje konstrukci jednoduchého, ale výkonného robota“, který je dostatečně lehký na to, aby mohl být transportován do nových světů, řekl Dr. Hu a dodal, že materiály k sestavení tohoto robota budou muset přežít a fungovat v mimozemských prostředích.

Pokud je to pravda, robot výzkumníků by mohl přeskakovat prašné balvany a krátery na Měsíci nebo Marsu a zamířit tam, kde koláč ještě nebyl.