Американські інженери створили нову модифікацію роботаракана HAMR, здатну пересуватися вгору ногами і вертикальними поверхнями за допомогою електроадгезії. Як демонстрацію розробники показали, як робот пересувається по вигнутій і шорсткій внутрішній поверхні авіадвигуна. Стаття опублікована в.
Найчастіше інженери створюють роботів, покликаних замінити людей на виробництві і в побуті. Однак також є і напрямки, в яких інженери створюють роботів для середовищ, недоступних людині. Один з таких напрямків - мікророботи, здатні проникати в невеликі прорізи і конструкції. Наприклад, нещодавно Rolls-Royce запропонувала концепцію обслуговування двигунів за допомогою мікророботів, яких будуть запускати у внутрішні порожнини двигуна, після чого вони будуть ходити по внутрішніх конструкціях і передавати зображення з камери оператору.
Незважаючи на безліч потенційних застосувань і інтерес з боку великих компаній, поки мікророботи являють собою лише окремі експериментальні прототипи, і не готові до застосування на практиці через наявність безлічі невирішених проблем. Мікророботи повинні мати відносно потужні актуатори і системи харчування, і при цьому бути вкрай компактними і легкими. Крім того, вони повинні вміти пересуватися не тільки в ідеальних лабораторних умовах, а й у важкопрохідному середовищі. Інженери з Гарвардського університету під керівництвом Роберта Вуда (Robert Wood) вже кілька років створюють різні модифікації мікроробота HAMR, здатні стрибати, підійматися на поверхні з невеликим ухилом, і навіть ходити по воді.
У своїй новій статті інженери представили робота HAMR-E, здатного утримувати себе на різних поверхнях навіть у перевернутому стані завдяки електроадгезії.
Інженери вирішили використовувати ту ж платформу, яку вони застосовували у своїх попередніх роботах. Робот має довжину 4,5 сантиметра і масу 1,48 грама. В його основі лежить вуглеволоконний корпус, на якому закріплені чотири ноги і плата управління. Одна з головних особливостей платформи HAMR полягає в механізмі руху ніг. Оскільки використовувати стандартні електромотори в такому невеликому і легкому роботі не можна, інженерам довелося розробити незвичайну конструкцію. В основі кожної ноги лежать два однакових п'єзоактуатори, які згинаються під дією струму. Актуатори розташовуються паралельно один одному, але вони пов'язані з ногою через спеціальну механічну передачу, завдяки якій рух одного з актуторів відповідає за вертикальний рух ноги, а другого - за горизонтальний:
Головна відмінність нового робота полягає в тому, що на кінцях його ніг інженери встановили електроадгезійні контактні майданчики. Кожен майданчик складається з чотирьох тонких круглих шарів: мідного, полімерного і двох ізолюючих по краях. При подачі напруги на майданчики вони прилипають до поверхні, що знаходиться поруч, наприклад, листу металу, що виникає електростатичного тяжіння. Інженери також розробили досить просту орігамі-конструкцію, яка виконує роль шарніру і дозволяє нозі відхилятися на кут 45 градусів від контактного майданчика і повертатися на 90 градусів.
Кожен майданчик здатний витримувати вантаж масою 3,25 грамів при навантаженні на зрушення і напрузі на майданчику, що дорівнює 250 вольт. Теоретично вони підтримують напругу до 1600 вольт, але інженери вибрали меншу величину, тому що в такому випадку вона збігається з характеристикою струму на актуаторах. Розробники збираються створити автономну версію робота і вважають, що таке рішення дозволить зменшити масу робота за рахунок використання одних і тих же перетворювачів напруги. У нинішній версії робот отримує енергію і керуючі команди через два невеликих дроти.
Як демонстрацію інженери вирішили показати потенційне застосування робота - огляд внутрішніх конструкцій авіадвигуна. В опублікованому ролику можна побачити, як робот крокує по шорсткій і вигнутій металевій поверхні всередині двигуна, перебуваючи в перевернутому положенні.
У липні 2018 року Агентство перспективних оборонних розробок (DARPA) США оголосило конкурс зі створення технологій для багатофункціональних мікророботів. Учасники працюватимуть у трьох напрямках: створення ефективних компактних актуаторів, розробка невеликих акумуляторів і систем перетворення напруги, а також створення повноцінних мікророботів. Протягом трьох років DARPA фінансуватиме успішні проекти. Загальна сума фінансування програми становить 32 мільйони доларів.