Насекомые, в частности муравьи, являются отличным “живым прототипом” для проектирования робототехнических систем, имеющих минимальный уровень сложности, но способных использовать множество различных стратегий при перемещениях в условиях различной окружающей среды. Наблюдая за тем, как муравьи перемещаются сквозь ограниченное пространство, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе разработали и создали прототип небольшого робота, который способен адаптироваться к условиям передвижения, автоматически регулируя длину своих конечностей.
Робот, ширина которого составляет 30 сантиметров, а длина – 20 сантиметров, имеет четыре конечности, состоящие из изогнутых трубок разного диаметра, способных втягиваться друг в друга. Самым интересным в данном случае является то, что длина этих конечностей изменяется в пассивном режиме без участия каких-либо приводов. Все это делает система сбалансированных пружин, соединяющих сегменты. Это позволяет конечности растягиваться на полную длину, когда робот движется на открытом пространстве, или сокращаться до минимальной длины, когда робот начинает проходить узкий участок.
Целью, с которой создавалась такая система, являлось построение “интеллектуальных механических структур”, а не роботов с интеллектуальным алгоритмическим управлением. “Это работает намного быстрее, чем система активного управления на базе электроники и процессоров, требующие, чтобы робот сначала могу обнаружить начало контакта с поверхностью или препятствием, затем вычислить подходящее для этого действие и превратить его в последовательность команд для двигателей и приводов” – пишут исследователи, – “Избавление робота от этих функций и требующихся вычислительных компонентов позволит сделать его небольшим, недорогим и более экономным с точки зрения необходимого ему количества энергии”.
Во время испытаний этот робот-муравей, меняя свою ширину и высоту, смог успешно пройти сквозь такие узкие места и места с малой высотой, которые бы стали непреодолимым препятствием для других роботов. Адаптируемость его конструкции позволяла ему сжиматься на 72 процента от его нормальной ширины и на 68 процентов от его полной высоты.
Следующим шагом исследователи планируют добавить возможность управления жесткостью некоторых ключевых пружин конструкции его конечностей. Это, конечно, усложнит конструкцию робота, но даст ему возможность гибче подстраиваться под изменения среды и использовать более эффективные методы передвижения, что сделает возможным практическое применение таких роботов в поисково-спасательных операциях, в исследованиях и экологическом контроле окружающей среды.
