Исследовательская группа POSTECH разработала тонкий, гибкий роботизированный привод, вдохновлённый белками человеческих мышц. Тонкий, как бумага, но способный создавать значительные усилия, этот робот может маневрировать в ограниченном пространстве и манипулировать предметами, что делает его пригодным для широкого спектра применений: от хирургии до промышленного использования.
Большинство обычных роботов построены из жёстких металлических компонентов, что придаёт им прочность, но ограничивает их способность выполнять тонкие движения или работать в замкнутых пространствах.
В медицине растёт потребность в роботах, которые могут помогать при операциях внутри человеческого тела. В промышленности гибкие роботы необходимы для выполнения таких задач, как осмотр сложного оборудования или очистка узких трубопроводов.
Команда учёных обратилась за вдохновением к движениям человеческих мышц. Они имитировали работу миозина — белка в мышцах, который создаёт большие движения за счёт повторяющихся небольших сокращений. Используя эту концепцию, они разработали тонкий пневматический привод в форме листа. Внутри него находятся десятки маленьких воздушных камер и многослойных, многоканальных воздушных путей.
Когда в лист подаётся воздух, выступы на поверхности перемещаются в разных направлениях. Даже в согнутом состоянии привод может ползти, как гусеница, используя только свои выступы. Поверхность может двигаться в шести направлениях: вверх, вниз, влево, вправо и вращаться — и позволяет гибко регулировать скорость и дистанцию «шагов».
Миозин, двигательный белок в организме, может генерировать движения на большие расстояния, повторяя толкательные и возвратные движения. С помощью специальной трёхмерной пневматической структуры внутри и определённой последовательности входных сигналов предлагаемый тонкий привод может генерировать повторяющиеся боковые движения на своей поверхности, которые имитируют движения миозина.
Исследовательская группа подтвердила эффективность своей технологии с помощью серии экспериментов. В тестах по манипулированию объектами робот двигался с точностью, схожей с человеческими пальцами, а также успешно справлялся с задачами, связанными с перемещением объектов под водой.
Примечательно, что робот может справиться с такими задачами, как очистка узких трубопроводов, которые сложны для обычных роботов. Кроме того, команда разработала математическую модель для предсказания движений робота, заложив основу для разнообразных будущих разработок и приложений.
Ожидается, что это исследование внесёт инновационные изменения как в повседневную жизнь, так и в промышленность. В медицине роботы могут помочь в проведении точных операций, перемещаясь через небольшие отверстия.
Источник: habr.com