Бутилките за кетчуп вдъхновяват нов метод за придвижване на роботи с меко тяло

Пластмасовите бутилки за кетчуп имат клапан в капака, който се отваря, за да изпусне кетчупа, и който понякога “пръска”, ако бутилката се стисне твърде силно. Холандски учени са копирали този механизъм, за да създадат задвижващ механизъм, който може да се използва в автономни меки роботизирани устройства.

Проектирана от екип в Технологичния университет в Айндховен, джаджата е известна като „хистеретичен клапан“. Той емулира тенденцията на вентилите на бутилката за кетчуп да се отварят и затварят бързо и многократно (изпускайки малко кетчуп всеки път), дори когато бутилката се изстисква плавно и равномерно.

Подобен отговор може да изглежда нежелан – и това е така е, в бутилки от кетчуп. При робота обаче идеята е, че ако въздухът се изпомпва през такъв клапан в мек пневматичен крак или пръст, действието на разпръскване би накарало придатъка многократно да се разширява и свива, движейки се напред-назад, докато го прави.

Нещо повече, движението ще бъде инициирано от прост аналогов механизъм, за разлика от по-сложната и жадна за енергия електроника. Възможно е дори въздушната помпа да се задейства от промени в околната среда на робота, елиминирайки необходимостта от външно управление.

Казано доста просто, хистерезисната клапа се състои от плоска силиконова основа с прорези, изрязани с лазер в нея. Клапите, образувани от прорезите, остават затворени, докато въздушното налягане зад тях достигне определен праг, в който момент те се отварят и освобождават въздуха. След това те се затварят отново и цикълът се повтаря отново и отново.

Неочаквано беше установено, че когато два от клапаните са свързани към една помпа, те са склонни да се отварят и затварят в разрез един с друг – с други думи, единият клапан е отворен, когато другият е затворен. Използвайки този ефект, изследователите създадоха робот с меко тяло, който ходи с помощта на четири редуващи се крака. Те също така създадоха роботизирана ръка, която последователно дрънка с пневматичните си пръсти.

Доклад за изследването, ръководено от ст.н.с. Проф. Бас Овервелде и докторант Луук ван Лааке е публикуван в списанието материя. Четириногият робот и роботизираната ръка могат да се видят в действие във видеото по-долу.

източник: Технически университет в Айндховен