Робот, который выживает в результате ампутации

Кредит: Йельский университет

За пределами лаборатории робот может столкнуться с многими потенциальными опасностями: возможно, падающая конечность дерева или застрявшая под скалой в поисковой миссии.В большинстве случаев это было бы для робота.Но лаборатория профессора Ребекка Крамер-Боттлио разработала технологию, которая позволяет роботу избирательно отключать свои конечности и освободиться от таких потенциальных ловушек.

И наоборот, это позволяет отдельным роботам объединяться, чтобы выполнить задачи, которые они не могли выполнять самостоятельно.Работа подробно описана в передовых материалах.

Критическим для этой технологии является материал, который роботизисты изобрели в лаборатории, который они называют двуспубличным термопластичным эластомером.Термопластика, которую они используют, представляет собой резиновое твердое вещество при комнатной температуре, которое тает в жидкость примерно при 284 ° F.Он вводится в пеноподобной структуре, изготовленной из силикона, которая удерживает термопластику на месте, когда он растоплен в жидкость.

Два силиконовых тела имеют слой двуспущенного термопластичного эластомера на их открытых поверхностях.Пены нагреваются так, чтобы термопластичный плавился в жидкость.Силиконовая матрица удерживает расплавленный материал, как губка, предотвращая его вытекать.

После контакта двух частей расплавленный материал объединяется в непрерывную жидкую массу.Затем материал охлаждается и затвердевает, чтобы подключить две части.И для отключения соединение нагревается так, чтобы материал тает и ослабевает, позволяя двум частям легко отделяться.

«Поэтому, если робот выполняет свои обычные операции и ходит по дикой природе, но тогда что -то происходит с одной из его ног - например, большой рок падает на него - обычно весь робот будет застрять, если бы он был брошен в целом,“сказал Билидж Ян, доктор философии.студент и ведущий автор работы.

«Но поскольку у нас есть возможность растопить и ослабить этот сустав, где находится материал, остальная часть робота сможет уйти без ампутированной ноги».

Это аналогичная тактика, используемая ящерицами;Если злоумышленник захватывает свой хвост, ящерица автоматически выпускает конечность и буррики в безопасное место.И краб будет сбросить травмированный придаток, который замедляет его.Но лаборатория Крамер-Боттлио также указывает на мир муравьев как источник вдохновения.Например, многие муравья могут соединиться, чтобы сформировать мост, чтобы пересечь зазор на лесном дне или формировать в форму мяча, чтобы плавать на воде.

Ян указывает на два маленьких роботизированных устройства на стойке в лаборатории, и разрыв, слишком широкий, чтобы любой из них мог бы безопасно пересечь в одиночку.

«Если каждый отдельный робот попытается преодолеть разрыв, это просто провалится», - сказал он.«Но если у вас есть несколько из них вместе, они могут пройти.

Затем исследовательская группа применит эту технологию ко многим другим мягким роботам, которые они разработали в лаборатории.

«Наш материал не только помогает в выживании робота, он обеспечивает динамическое изменение формы»,-сказал Крамер-Боттлио.«Роботизированные модули могут самоопределять в различные морфологии для выполнения задач, которые требуют определенных форм и поведения».

More information: Bilige Yang et al, Self‐Amputating and Interfusing Machines, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202400241