Робот-таракан вместо спасателя

Команда инженеров из университетов Цинхуа и Бехайнского (Китай), а также Калифорнийского университета в Беркли разработала модель робота размером с насекомое. Любопытно, что авторы попытались наделить его качествами реальных насекомых, в частности пауков и тараканов. Зачем же им это потребовалось? Статья о новинке была опубликована в журнале Science Robotics.

Задумывались ли вы когда-нибудь, почему тараканы и пауки так ловко карабкаются по различным поверхностям, например по стенам и потолку? В этом им помогают специальные липкие подушечки на лапках. А вот люди на такое неспособны, разве что могут воспользоваться для передвижения специальными инструментами, которые позволят удержаться на такой поверхности. Но ситуации бывают всякие. Иногда просто необходимо попасть в какое-то недоступное место его исследовать. Вот как раз для этих целей и предназначены кибернетические тараканы.

Впрочем, в последнее время в робототехнике появилось немало разработок, внешне и по функциям напоминающих живых существ, – так называемых зооморфных роботов. Их перечень приводит американский компьютерный журнал Wired.

К примеру, робот-червь, изготовленный по образу и подобию круглого червя Caenor­hab­di­tis elegans, которого биологи и генетики часто используют для проведения опытов. Изобретение представляет собой эластичную гусеницу с круглой белой головой и колесиками вместо лапок. Планируется, что электронный червь будет задействован в спасательных операциях. Главным достоинством гусеницы является способность огибать различные препятствия.

Интерес представляет и робот-ящерица. Это проект на стыке биологии и механики. У живых «гекконов» робот позаимствовал умение передвигаться по вертикальной поверхности: в этом ему помогают специальные присоски. В то же время в отличие от живых чешуйчатых собратьев такой ящерке не требуется кислород, и она может функционировать даже в условиях вакуума. В первую очередь роботы-ящерицы могут быть задействованы для космических исследований.

Ученые не забыли и о друзьях человека. Электронная собака может пробежать более 30 километров без подзарядки с грузом до 180 килограммов. Такой робот способен, к примеру, заниматься транспортировкой раненых и травмированных людей. К тому же он, как и натуральная собака, в состоянии воспринимать некоторые голосовые команды, к примеру «Стоять!», «Сидеть!» или «Ко мне!».

Робот-гепард не так вынослив, как собака, но зато его можно использовать для доставки срочных сообщений, когда другие средства связи недоступны. Такая электронная кошка способна развивать скорость до 18 километров в час. К тому же она может выполнять свои функции и в экстремальных ситуациях, допустим, в условиях боевых действий. Так как гепард умеет передвигаться не только по прямой, но и по зигзагообразной траектории, он сможет уйти, скажем, от огня снайпера. Но самая любопытная информация заключается в том, что зооморфные роботы способны не только помогать человеку, а еще и вступать в коммуникацию с животными. Так, ящерица снабжена механизмом раздувания большого кожистого мешка на шее, что позволяет некоторым живым видам привлекать самок и отпугивать конкурирующих самцов. Благодаря этому роботу удалось вступить в «общение» с натуральными пресмыкающимися. Правда, результаты этого эксперимента пока неизвестны.

Роботы в виде рыб оказались так похожи на свои прототипы, что косяк живых рыбок без колебаний принимал чудо техники в качестве вожака… А ведь такой электронный вожак легко сможет увести свою стаю в безопасное место при возникновении угрозы, скажем, утечки топлива в море…

Но вернемся к нашему электронному таракану. Внешне он выглядит как прямоугольный кусочек металла размером с почтовую марку. Весит робот менее одной десятой грамма, но при этом способен выдерживать вес, в миллион раз превышающий его собственный. Во всяком случае, когда на него наступал человек весом 60 килограммов, металлическая пластинка не получала никаких повреждений.

«Большинство роботов такого небольшого масштаба очень хрупкие, – прокомментировала инженер-механик Ливэй Лин из Калифорнийского университета в Беркли. – Если вы наступите на них, то, скорее всего, уничтожите робота. Мы обнаружили, что, если даже мы увеличим вес нашего робота, он все равно будет более или менее функционален». Конструкция изготовлена из тонкого листа поливинил­идендифторида – пьезоэлектрического материала, способного расширяться и сжиматься под воздействием переменного тока. Благодаря этим свойствам, а также наличию передней ноги и эластичного полимерного слоя робот может маневрировать, двигаясь вперед со скоростью 20 сантиметров в секунду. Кроме того, он способен подниматься по пологим склонам, преодолевать различные препятствия и даже переносить небольшие грузы.

Предполагается, что такие роботизированные устройства смогут с большой скоростью передвигаться по сложным маршрутам и проникать в такие уголки, куда не сможет ступить нога человека и куда нельзя запустить более крупную спецтехнику. Скажем, их можно будет использовать для поисково-спасательных операций в условиях ограниченного пространства.

«Например, если происходит землетрясение, большим машинам или крупным собакам очень трудно найти жизнь под обломками, поэтому нам нужен малогабаритный робот, который будет маневренным и надежным», – считает инженер-механик Ичуань Ву из Университета электронных наук и технологий Китая.

Полезны будут такие устройства и в зонах, где опасно находиться живым существам, например, из-за радиационных и газовых утечек. Чтобы идентифицировать опасность, робота оснастят соответствующими датчиками. Пока гаджет работает только от источника питания, но в будущем планируется оснастить его мини-батареей.