Роботехники грезят будущим, в котором мягкие роботы, похожие на животных, могут быть безопасно помещены в труднодоступные места, такие как человеческое тело или опасные для людей пространства, в которых имеющиеся в настоящее время роботы не могут использоваться.
Команда исследователей из отдела биоинженерии Гарвардского университета, Гарвардской школы инженерных и прикладных наук и Университета Бостона уже сейчас смогла решить эту проблему, разработав комплексный процесс, который позволяет создавать мягких роботов миллиметрового масштаба. Чтобы продемонстрировать возможности своей новой технологии, они создали роботизированного мягкого паука из единого эластичного материала, вдохновившись разноцветным австралийским пауком-павлином.
«Наименьшие мягкие роботизированные системы все еще очень простые, а это означает, что они могут совершать только один тип движения, - говорит Шейла Руссо, автор исследования. - Разрабатывая новую гибридную технологию, которая объединяет три различных способа сборки, мы создали мягкого роботизированного паука. Изготовлен он только из силиконовой резины и имеет 18 степеней свободы»
«В области мягких роботизированных устройств этот новый подход к изготовлению может проложить путь к достижению аналогичных уровней сложности и функциональности в работе с таким небольшим масштабом. В будущем это может помочь нам намного лучше передавать структурно-функциональные отношения мелких животных», - сказал Вуд, кандидат технических наук, ведущий преподаватель и со-автор платформы «Bioinspired Soft Robotics» в Институте Уайс.
Собирается робот из нескольких слоев эластичного силикона. Слои с микроканалами создают литографическим способом, необходимые отверстия в слоях вырезают лазером. Робот-паук состоит из 12 тонких слоев, его микроканалы заполнены жидкостью и используются для управления: регулируя толщину слоев и направление микроканалов можно добиться требуемых движений.
Некоторые микроканалы заполняются посредством эластичной смолы, твердеющей под воздействием ультрафиолета, изгибая более мягкие слои в нужном направлении. Это позволяет придать мягкому роботу форму.
Хотя нынешний робот не выглядит готовым к какой-либо практической цели, команда говорит, что это скорее подтверждение верно намеченного пути концепции MORPH.
«Подход MORPH может открыть для исследователей поле мягкой робототехники, которые больше ориентированы на сферу медицины, где размеры и гибкость этих роботов могут перевернуть представление об эндоскопии и микрохирургии», - говорит Дональд Инбер, основатель института Уайс Institute в Гарварде.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.
Это видео иллюстрирует, как новый монолитный процесс изготовления роботов был использован для создания многофункционального мягкого паука-робота. Авторы: Институт Wyss в Гарвардском университете
MORPH: A new soft material microfabrication process from Wyss Institute on Vimeo.
