Фото: Istituto Italiano di Tecnologia

Ученые научно-исследовательского центра в Генуе (Istituto Italiano di Tecnologia) разработали мягких роботов, имитирующих усики растений: они способны скручиваться и перемещаться по тем же физическим законам, по которым происходит движение жидкости внутри живых растений. По информации исследователей, гибкий робот ускорит разработку носимых устройств, способных изменять форму самостоятельно (например, мягких брекетов).

Как работает гибкий робот?

Растения, как организмы неспособные убежать в случае появления угрозы, постоянно адаптируют свое биологическое устройство к внешней среде. Даже отдельные органы растений, находящиеся в воздухе (как усики у винограда), могут выполнять сложные движения, такие как защита листьев от плотоядных растений или активный рост для обвития вокруг опоры. Так растение выживает в постоянно изменяющихся условиях.

Изучив природные механизмы, с помощью которых растения транспортирую воду по клеткам и в целом по организму, исследователи создали искусственный усик. В таком роботе, так же как в обычном ростке винограда, действует принцип осмоса или движения мелких частиц во внутриклеточной растительной жидкости.

Первый этап проектирования заключался в разработке математической модели: ученые выясняли, какой размер должен иметь робот, чтобы он мог двигаться по аналогии с живым растением и не был очень медленным. На последующих этапах создания роботу придали форму небольшого усика для совершения обратимых движений.

Мягкий робот изготовлен из ПЭТ-трубки, внутри которой находится жидкость с электрически заряженными частицами (ионами). Используя батарею мощностью 1,3 В, инженеры добились притяжения частиц к поверхности гибких электродов в нижней части ростка и процесса движения. Осмос впервые был использован для активации обратимых движений, более того, факт использования обычной батареи и гибкий тканей предполагает возможность создания гибких роботов, устойчивых к окружающей среде.

Применять такие роботизированные мягкие устройства можно в любой сфере: как для создания переносных мягких устройств (слуховые аппараты, брекеты, кардиостимуляторы и т.д.), так и в оборонных технологиях, для безопасности. Сейчас исследовательская группа принимает участие в проекте «GrowBot», финансируемом Европейской комиссией в рамках программы FET Proactive. Задача программы: разработка механизма, который будет самостоятельно управлять своим ростом, сможет адаптироваться к окружающей среде, распознавать структуру поверхности, к которой прикрепляется.

Глава исследовательской группы – доктор Барбара Маццолай (Barbara Mazzolai), биолог и инженер макросистем. Результаты ее исследований неоднократно публиковались в журнале Nature Communications. В 2015 году Маццолай вошла в список самых влиятельных женщин в отрасли робототехники по версии RoboHub. В 2012 ученый координировала финансируемый Европейским Союзом проект «Plantoid», который привел к появлению первого в мире растения-робота, который выглядит и функционирует как живой.

Автор: Елена Семенчук


Читайте также:

Торговый гигант Walmart объявил о патенте на изобретение пчелы-дрона

Сеть супермаркетов Waitrose начала испытания автономных роботов-фермеров

Комментарии