Исследователи из голландского института AMOLF создали мягкого робота, который передвигается благодаря клапанам, регулирующим давление воздуха, без какой-либо электроники. Результаты этой работы были опубликованы в журнале Matter.
Роботы снабжены клапанами, напоминающими те, что используются в бутылках с кетчупом для дозирования расхода и предотвращения вытекания их содержимого. Если перевернуть бутылку вверх дном и сильно сжать ее, кетчуп разбрызгивается. Такой эффект возникает при многократном быстром открытии и закрытии отверстия.
Ученые решили выяснить, можно ли аналогичным образом обеспечить передвижение робота. Жесткость крошечных створок в отверстии клапана рассчитывалась с помощью компьютерной модели. После этого из силикона с использованием 3D-печати были изготовлены сами клапаны. Лазером на них создали небольшие надрезы. В обычном состоянии клапаны находятся в закрытом положении, при повышении давления воздуха они открываются, а при его снижении вновь закрываются. При этом мышцы мягкого робота попеременно накачиваются и расслабляются.
Новый компонент кажется простым, но позволяет добиться довольно высокой точности. Исследователям удалось создать четвероногого робота с естественной походкой, который не нуждался ни в каких внешних командах, и мягкие роботизированные руки с пятью ритмично постукивающими пальцами.
Сегодня перед конструкторами стоит задача проектирования устройства, которое бы не просто двигалось, но и реагировало на внешние факторы. При столкновении с препятствием его движения будут меняться вследствие изменения давления. Проектирование мягких роботов, перемещающихся благодаря «естественным» рефлексам, позволит сэкономить не только электронные компоненты, но и энергию. Ведь у живых организмов многие движения и поведение обусловлены формой тела и механикой мышц, а не сигналами мозга. Например, сердце автоматически уравновешивает давление в левом и правом желудочках, а упругая энергия, накопленная в сухожилиях, используется при каждом новом шаге. И это невероятно эффективно.