Легкие конечности могут изменять свою длину примерно в три раза, выдерживать значительные нагрузки и сохранять стабильность в различных условиях
Инженеры и специалисты в области робототехники из Китая создали новый вид конечностей для гуманоидных роботов, которые напоминают по своей конструкции кости человеческих ног. Эта характеристика позволяет роботам плавать и передвигаться по мелководью, а также изменять свои размеры, как сказано в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
"Конструкция костей человеческих ног вдохновила нас на разработку легких конечностей для роботов, которые весят всего 350 граммов, и одновременно способны изменять свою длину примерно в три раза, выдерживать значительные нагрузки и сохранять стабильность в различных условиях. С помощью этих конечностей мягкий робот может плавать, ходить по воде и даже ползти по земле в тысячи раз быстрее, чем аналогичные устройства", — отмечают авторы исследования.
Группа ученых под руководством доцента Южного научно-технологического университета Вана Хунцяна подчеркивает, что в настоящее время сотни научных и инженерных команд по всему миру занимаются созданием все более совершенных антропоморфных роботов, способных ходить, бегать и выполнять другие движения аналогично человеку. В то же время эти машины пока значительно уступают людям в гибкости и разнообразии движений.
Одной из причин этого, по мнению ученых, является то, что кости их конечностей не имеют аналогичной структуры с костями людей и других позвоночных, которые отличаются высокой прочностью и низким весом, а также способны расти и изменять форму по мере необходимости. Исходя из этой идеи, китайские ученые разработали "кости для роботов", которые воспроизводят важные структурные элементы естественных костей.
В частности, как и в настоящих костях, в их центре располагается полая камера. Она изготовлена из полимерного материала и обернута эластичными нитями для накопления энергии. При необходимости эта камера заполняется газом и растягивается, что позволяет конечностям робота увеличиваться или уменьшаться в длине. Камера окружена прочным каркасом из текстиля и направляющими из углеволокна, что обеспечивает стабильность конечностей при различных деформациях и во время движения.
С использованием этих конечностей ученые собрали гуманоидного робота из мягких материалов с весом всего 4,5 кг. Эта машина способна утраивать свой рост, сокращать его на 36% или изменять ширину на 60% при движении через узкие пространства, а также сравнительно быстро передвигаться по мелководью, плавать, ползти и даже играть в футбол. В будущем это позволит создать гуманоидных роботов, которые смогут функционировать в тех же условиях и средах, что и человек, заключили ученые.
Фото: hi-tech.mail.ru