Инженеры из Университета штата Северная Каролина (США) создали энергоэффективного мягкого робота, который может плавать более чем в четыре раза быстрее, чем предыдущие аналоги. Нового робота называют «ботом-бабочкой», потому что его плавательные движения напоминают движения рук человека, когда он плывет баттерфляем, передает EurekAlert!. Разработка описана в журнале Science Advances.
Современные плавающие мягкие роботы не могут за секунду преодолевать расстояние больше, чем на одну длину своего тела, отмечают авторы работы. Пытаясь это исправить, они вдохновлялись биомеханикой морских животных, которые могут плавать намного быстрее и гораздо эффективнее.
Исследователи разработали два типа ботов-бабочек. Один — менее маневренный, но зато может развивать среднюю скорость 3,74 длины тела в секунду. Второй же может делать резкие повороты вправо или влево. Этот маневренный прототип способен развивать скорость в 1,7 длины тела в секунду. У более быстрого робота-бабочки есть только один «двигатель» — мягкое тело, которое управляет обоими его крыльями. Это делает его очень быстрым, но при этом ему трудно поворачивать влево или вправо. У второго же два привода, соединенных бок о бок. Эта конструкция позволяет пользователям манипулировать крыльями с обеих сторон или «махать» только одним крылом, что позволяет боту совершать крутые повороты.
Боты-бабочки получают свою плавательную силу от своих крыльев, которые являются «бистабильными», то есть крылья имеют два стабильных состояния. Крылышко похоже на заколку для волос. Заколка для волос стабильна до тех пор, пока вы не приложите к ней определенное количество энергии (изгибая ее). Когда количество энергии достигает критической точки, заколка для волос принимает другую форму, которая также является стабильной.
В роботах-бабочках бистабильные крылья в виде заколки для волос прикреплены к мягкому силиконовому корпусу. Пользователи контролируют переключение между двумя стабильными состояниями в крыльях, запуская воздух в камеры внутри мягкого тела. Когда эти камеры надуваются и сдуваются, тело изгибается вверх и вниз, заставляя крылья раскачиваться вместе с ним.
[Фото: Jie Yin, NC State University]
