По словам его создателей из Университета Рутгерса, будущие версии универсального транспортного средства могут быть подходящими для поисково-спасательных операций после катастроф, исследования дальнего космоса и планет, а также для управления объектами во время магнитно-резонансной томографии (МРТ).
По словам Аарона Д. Маццео, доцент кафедры механической и аэрокосмической техники, соавтор исследования.
Прорывное исследование инженеров Рутгерса было опубликовано на этой неделе в журнале Advanced Materials. Ведущий автор – Сянюй Гун, получивший степень магистра машиностроения в Рутгерском университете в 2015 году, а сейчас является докторантом Политехнического института Ренсселера в Трое, Нью-Йорк. Помимо Гонга и Маццео, к другим авторам относятся нынешние или бывшие ученики Рутгерса Ке Ян, Цзинджин Се, Янцзюнь Ван, Парт Кулкарни и Алекс Хоббс.
«Введение колеса и оси в сборе в мягкой робототехнике должно позволить значительно улучшить манипуляции и мобильность устройств», – сказал Маццео. «Мы очень хотели бы продолжить разработку мягких двигателей для будущих приложений и развивать науку, чтобы понять требования, которые улучшают их производительность."
По словам Маццео, инновации Гонга и других исследователей Рутгерса включают:
Вращение двигателя без изгиба. «На самом деле это удивительно просто, но обеспечение крутящего момента без изгиба – это то, что, по нашему мнению, будет полезно для мягких роботов в будущем», – сказал Маццео.
Уникальная конфигурация колес и осей, не встречающаяся в природе. Мягкие колеса могут использоваться для пассивной подвески колесных транспортных средств.
Колеса, которые используют перистальтику – процесс, который люди используют для проталкивания пищи в желудок через пищевод.
Объединенное колесо и мотор со встроенной трансмиссией."
Мягкие безметалловые двигатели, подходящие для тяжелых условий эксплуатации с электромагнитными полями.
Способность выдерживать удары. Автомобиль пережил падение, в восемь раз превышающее его высоту.
Возможность тормозить двигатели и удерживать их в фиксированном положении без потребности в дополнительной мощности.
По словам Маццео, для создания автомобиля инженеры Rutgers использовали силиконовую резину, которая почти в 1 миллион раз мягче алюминия. Его мягкость – что-то среднее между силиконовым шпателем и расслабленной икроножной мышцей человека.
Двигатели были изготовлены с использованием трехмерных печатных форм и мягкой литографии, а предварительный патент был подан в U.S. правительство.
«Если вы создаете робот или транспортное средство из твердых компонентов, у вас должно быть много сложных суставов, чтобы все тело могло справиться со сложной или каменистой местностью», – сказал Гонг. «Для нас вся конструкция очень проста, но она работает очень хорошо, потому что все тело мягкое и может преодолевать сложную местность."
Возможности будущего включают в себя транспортные средства-амфибии, которые могут пересекать пересеченные дна озер; поисково-спасательные операции в экстремальных условиях и на разнообразной местности, например в туннелях неправильной формы; амортизирующие аппараты, которые могут использоваться в качестве десантных аппаратов с парашютами; и локтевые системы с конечностями по обе стороны.
«Мы думаем, что эти роботы также будут полезны для работы с детьми или животными, и вы можете себе представить, что они будут полезны в больницах», – сказал Маццео. "Есть возможности также для игрушек и для создания образовательных научных или инженерных наборов."
Финансирование проекта было предоставлено Инженерной школой Рутгерса, Департаментом машиностроения и аэрокосмической техники, Исследовательским советом университета и дипломом А. Премия доцента Уолтера Тайсона.