Оригами и нанотехнологии: разработан робот-гусеница, который пролезет в самые труднодоступные места

Ученые из Принстонского университета разработали модульного гибкого робота, состоящего из цилиндрических сегментов. Робот-гусеница может разделяться на сегменты, собираться вновь, перемещать грузы и ползать по лабиринтам.

Древнее искусство складывания бумаги, известное как оригами, вдохновило инженеров из университетов Принстона (Princeton University) и Северной Каролины (North Carolina State University) на создание уникального гибкого робота. Объединив оригами с современными технологиями, они разработали модульную конструкцию, способную сгибаться, скручиваться и ползти по сложным лабиринтам.

Ранее управление «мягкими» роботами обычно затруднено, так как управляющие механизмы увеличивали жесткость конструкции и ограничивали гибкость. Новая разработка решает эту проблему за счет встраивания системы управления непосредственно в корпус робота.

Робот-гусеница состоит из отдельных цилиндрических модулей, выполненных по технологии оригами в форме узора Креслинга (Kresling). Такая конструкция позволяет модулям скручиваться и раскручиваться, обеспечивая способность ползать и маневрировать. При этом модули могут работать как единое целое или независимо друг от друга.

Ключевую роль в управлении движениями играет оригинальный электротермический привод на основе нагревательных элементов из серебряных нанопроволок. При подаче электрического тока нагревательные элементы заставляют деформироваться проволоки с разным коэффициентом теплового расширения, что и приводит к сгибанию модулей. Таким образом точно контролируются все движения, свойственные в природе гусенице.

Благодаря модульности и гибкости конструкции робот может собираться в цепочки разной длины, а также «протискиваться» в узких пространствах. Данная разработка открывает перспективы для применения таких роботов при поисковых операциях, ремонтных и монтажных работах. В дальнейшем планируется экспериментировать с разными формами модулей, узорами оригами и вариантами соединения для улучшения подвижности и управляемости инновационных мягких роботов.