Инженеры из Университета штата Северная Каролина разработали пластиковых роботов кубической формы, способных принимать более тысячи различных конфигураций при помощи всего трех крошечных моторов. Этот прорыв, вдохновленный искусством оригами, может привести к созданию нового поколения универсальных, изменяющих форму машин для космической разведки и других областей.
Как это работает?
Кубики, которые печатаются на 3D-принтере и собираются в более крупные структуры, могут динамически трансформироваться в более чем 1000 форм, включая туннели, мосты и многоэтажные сооружения.
"Мы задались вопросом, как достичь множества разнообразных форм с минимальным количеством приводов, обеспечивающих изменение формы. Здесь мы используем иерархическую концепцию, наблюдаемую в природе - подобную слоистым мышечным волокнам, - но с пластиковыми кубиками для создания трансформирующегося робота", - поясняет в пресс-релизе профессор машиностроения Цзе Инь, соавтор исследования.
Эти беспроводные роботы могут перемещаться в любом направлении без ног или колес, просто изменяя свою структурную форму. Они могут быстро переходить из плоского или полностью открытого состояния в более крупный куб или полностью закрываться. Роботы могут даже выдерживать нагрузки в три раза превышающие их собственный вес при перемещении.
В видео, демонстрирующем гибкость разработки, исследователи продемонстрировали несколько этапов работы с роботами. Сначала они показали голые кубические структуры, скручивание и изменение формы. Затем они автоматизировали процесс, добавив кубикам моторы. Движение происходит по шарнирам. Некоторые из них фиксированы, другие моторизованы и управляются по беспроводной связи.
Зачем это нужно?
Одно из самых интригующих потенциальных применений технологии - создание высоко универсальных структур для космических миссий. Кубики могут служить в качестве конфигурируемых космических роботов или станций. Система модульная, поэтому ее можно отправлять в космос в плоском виде и собирать в нужную. структуру, а затем разбирать.
В дальнейшем команда хочет повысить устойчивость роботов для обработки еще больших нагрузок. Также ученые хотят научить роботов принимать формы транспортных средств, которые могут пригодиться в будущих космических миссиях.
"Если мы хотим получить форму автомобиля, например, как нам спроектировать первую структуру, которая может превратиться в форму автомобиля? Мы также хотим испытать наши структуры в реальных условиях, таких как космические роботы", - говорит Яньбин Ли, соруководитель исследования.
Трансформирующиеся роботы-кубики могут стать первым шагом к фантастическому будущему, в котором машины не будут ограничены жесткими формами. Трансформирующиеся роботы, способные динамически адаптировать свою структурную геометрию, могут найти массу применений в самых разных отраслях. Будь то автономное строительство укрытий, исследование опасных сред путем прохождения через узкие пространства или просто предоставление людям бесконечно перенастраиваемых инструментов и помощников.
