Механізм руху морського їжака відтворили в роботі

Американські інженери створили робота, структура і механізми руху якого нагадують такі в морських їжаках. На його поверхні встановлені трубки, що нагадують ніжки морських їжаків, і дозволяють роботу чіплятися за поверхню, а також штучні аналоги голок, за допомогою яких він може відштовхуватися і повертатися. Розробка була представлена на конференції IROS 2019, стаття про неї опублікована в.


Морські їжаки використовують для пересування незвичайний механізм. Їх головні органи руху - це амбулакральні ніжки. Вони являють собою сильно витягнуті трубки з більш широкою присоскою на кінці. Для пересування їжаки накачують в ніжки воду і тим самим збільшують їх довжину. Після контакту з поверхнею ніжка прикріплюється до неї завдяки виділенню клейкої речовини. Якщо ніжку необхідно відкріпити від поверхні, речовина розчиняється за допомогою іншого ферменту. Крім того, при необхідності морський їжак може підштовхувати себе за допомогою голок.


Інженери з Гарвардського університету під керівництвом Джеймса Вівера (James Weaver) створили робота, оснащеного штучними аналогами ніжок і голок морських їжаків. За основу вони взяли будову молодих морських їжаків, яка в основному відрізняється розгалуженою формою голок. Робот виконаний у вигляді напівсфери, зібраної з п'яти рівних сегментів. У кожному з сегментів встановлено по дві голки, одна з яких має розгалужену форму, а друга болю гладку. Голка встановлена на основі з трьох надувних елементів, які при подачі тиску подовжуються і змушують голку повертатися в ту чи іншу сторону.

Крім голок у кожному сегменті встановлено по одній підлогі гофрованій ніжці, що складається з еластомера. На кінці ніжки розташований магніт, причому він встановлений таким чином, що спочатку розташовується всередині, а при досягненні порогового тиску висувається назовні. Інженери використовували магніти як альтернативу хімічному зв'язуванню з поверхнею. Однак це накладає на робота обмеження: він може пересуватися тільки ферромагнітними поверхнями.

Для управління голками і ніжками в роботі встановлено два насоси, що працюють з повітрям або водою, а також вісім клапанів. П'ять з них використовуються для індивідуального управління кожною ніжкою, а інші три під'єднані до одного з трьох надуваних елементів голок, тому всі голки в роботі рухаються одночасно.

Інженери провели експерименти і порівняли швидкість пересування робота зі справжніми їжаками. Діаметр напівсферичного корпусу робота становить 23 сантиметри. За один цикл руху довжиною десять секунд він здатний пересунутися на шість сантиметрів. Це відповідає 0,027 довжинам тіла в секунду, що приблизно в дев'ять разів менше, ніж у справжніх молодих морських їжаків.

Торік японські інженери створили робоєжа з 32 ногами, кожна з яких може незалежно подовжуватися і штовхати робота в потрібному напрямку. Це дозволяє роботу миттєво змінювати напрямок руху і з однаковою ефективністю рухатися в будь-який бік.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND