Магнитни роботи ходят, пълзят и плуват с лекота
Учени от Масачузетския софтуерен институт реализираха значим пробив в роботиката, като сътвориха дребни роботи с меко тяло, които могат да се ръководят благодарение на просто магнитно поле. Тези забележителни роботи, конструирани от гъвкави магнитни спирали, имат способността да вървят, пълзят и даже плуват – всичко това в отговор на елементарно използвана магнитна мощ.
„ Това е първият път, в който това се прави, с цел да можем да направляваме триизмерното придвижване на роботи с едноизмерно магнитно поле “, изрази вълнението си професор Полина Аникеева, ръководеща екипа от откриватели зад това новаторско създание
Освен това тя акцентира смисъла на състава на роботите, който се състои главно от меки полимери. Поради тяхната мека структура е належащо единствено минимално магнитно поле за активиране на тези роботи. Магнитното поле, належащо за тяхното придвижване, е удивително малко.
Невероятните характерности на тези роботи ги вършат доста подобаващи за задания в затворени пространства. Техните гумени тела обезпечават нежно допиране, което ги прави идеални за превозване на внимателен товар в нежна среда.
Освен това тази технология има голям капацитет за биомедицински приложения. Роботите, които сега са проектирани да бъдат дълги единствено няколко милиметра, могат да бъдат понижени още повече, отваряйки благоприятни условия за бъдещо развиване на по-малки роботи.
Досега магнитните роботи разчитаха на движещи се магнитни полета, с цел да се задвижат. Въпреки това Аникеева и нейният екип се пробваха да преодолеят това ограничаване.
„ Ако желаете вашият робот да върви, вашият магнит върви с него. Ако желаете той да се върти, би трябвало да въртите своя магнит “, изяснява тя.
Това ограничи диапазона от среди, в които тези роботи могат да бъдат ситуирани.
„ Ако се пробвате да работите в затворена среда, движещ се магнит може да не е най-безопасното решение. Искате да имате имобилен инструмент, който просто ползва магнитно поле към цялата проба “, добави тя.
Предизвикателства с магнитните роботи
Справяйки се с това предизвикателство, Йънгбин Лий, някогашен студент в лабораторията на Аникеева, измисли решение. Разработените от него роботи имат неравномерна повърхнина, която е магнитна в разнообразни зони и направления. Това разрешава на едно магнитно поле да генерира характерен профил на магнитни сили, което пък разрешава мечтаното придвижване на роботите.
Лий стартира с комбинирането на два типа каучук с разнообразни равнища на неотстъпчивост. След това тези пластове се нагряват и разтягат в дълги и тънки нишки. Поради другите свойства на всяка гума, единият пласт резервира еластичността си по време на процеса на разпъване, до момента в който другият се деформира и губи способността си да се върне в първичната си форма. Следователно, когато напрежението бъде освободено, свиващият се пласт издърпва цялото влакно в стегнат възел, наподобяващ усукани корени на растение.
След образуването на спиралната форма се вкарва характерен модел за магнити, допускащ на роботите да бъдат програмирани за плануваното им придвижване.
Например, с цел да се сътвори пълзящ робот, наподобяващ гъсеница, спираловидното влакно е завършено с леки талази. След това тялото, главата и опашката на робота стават магнитни, причинявайки компресия, когато се приложи магнитно поле, перпендикулярно на придвижването на робота.
Компресията се освобождава при понижаване на магнитното поле до нула, което води до разтягащи придвижвания, задвижващи робота напред. В различен случай, две спираловидни нишки, сходни на крайник, свързани със става, са магнетизирани в модел, който имитира вървене.
Този акуратен развой на магнетизиране генерира стратегия за всеки робот и обезпечава елементарен надзор, откакто роботите са създадени. Освен това, едно магнитно поле може даже да задвижи голям брой роботи, движещи се в противоположни направления, в случай че е програмирано по съответния метод. Екипът откри забавен резултат, при който обръщането на посоката на магнитното поле може да накара робот, носещ товар, да се разклати, като леко освобождава потребния си товар.
Със способността си да вървят, пълзят и плуват под контрола на едва магнитно поле, тези магнитни роботи съставляват удивително достижение в роботиката. Тъй като проучванията не престават и се реализира по-нататъшен прогрес, тези многостранни и адаптивни роботи са подготвени да трансформират необятен набор от промишлености – от логистиката до медицината.
