Исследователи из Итальянского технологического института в Генуе создали нового мягкого робота, вдохновившись биологией дождевых червей. Робот способен ползать благодаря мягким актуаторам, которые удлиняются или сжимаются, когда воздух проходит через них в ту или другую сторону.
Прототип, описанный в журнале Scientific Reports, может стать отправной точкой для разработки устройств для подземных исследований, а также для поисково-спасательных операций в замкнутых пространствах, и даже изучения других планет.
В природе можно встретить множество разных животных – таких, как змеи, земляные черви, улитки, гусеницы — использующих гибкость своего тела и способность генерировать бегущие волны по всей длине для перемещения в различных средах. Некоторые из их движений также можно сравнить с ускоренным движением корней растений.
Главная цель лаборатории робототехники BioInspired Soft, координируемой Барбарой Маццолай — черпать вдохновение в природе, параллельно открывая новые биологические явления при разработке новых технологий. Робот, похожий на земляного червя, стал последним на данный момент изобретением её группы.
Такого робота получилось изготовить благодаря пониманию и применению механики передвижения земляных червей. Черви используют попеременные сокращения слоёв мышц для передвижения как под, так и над поверхностью почвы, генерируя ретроградные перистальтические волны. В отдельных сегментах их тела (метамеры) содержится некоторое количество жидкости, контролирующей внутреннее давление. Эти сегменты выполняют независимые локализованные движения, которыми можно управлять.
Команда разработала мягкий перистальтический привод (peristaltic soft actuator, PSA), имитирующий движения мышц дождевых червей; из нейтрального положения он удлиняется, когда в него закачивается воздух, и сжимается, когда воздух из него откачивается. Всё тело роботизированного дождевого червя состоит из пяти последовательно соединённых модулей PSA, соединённых между собой перемычками. Текущий прототип имеет длину 45 см и весит 605 грамм.
Каждый отдельный привод демонстрирует максимальное удлинение 10,97 мм при положительном давлении 1 бар и максимальное сжатие 11,13 мм при отрицательном давлении 0,5 бар, что уникально с точки зрения способности генерировать как продольные, так и радиальные силы в одном модуле привода.
Для того чтобы робот мог двигаться по плоской поверхности, к нему прикрепили небольшие пассивные фрикционные накладки, созданные по образцу волосков дождевых червей. В результате робот смог развить скорость 1,35 мм/с.
