Гидрореактивный «кальмарбот» стал рекордсменом скорости среди мягких роботов

#Bioinspiration&Biomimetics #робот #мягкийробот #калифорнийскийуниверситет #кальмарбот #вода #акваробот #роботкальмар


Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего построили робота, который для движения использует полную копию гидрореактивного механизма перемещения кальмара. Это существо, хотя и не имеет жесткого скелета, способно развивать максимальную среди беспозвоночных скорость. Инженеры добились того же результата – кальмарбот, как его назвали, движется быстрее, чем любой из созданных на сегодня мягких роботов.


Мягкость тела является ключевым условием для применения робота, потому что ему предстоит работать в непосредственной близости от обитателей коралловых рифов, которым он не должен навредить. И уже поэтому традиционные конструкции с моторами отметаются. Но инженерам было мало построить просто безопасную машину, они хотели проверить, можно ли сделать такую бескаркасную конструкцию достаточно маневренной.

Живой кальмар для движения закачивает воду в мантийную полость, чтобы с силой вытолкнуть ее через мышечную воронку и создать гидрореактивный импульс. Движение происходит толчками, при каждом из которых тело существа меняет форму. Робот ведет себя точно так же, для этого у него есть гибкие ребра, соединяющие кольцо-затвор с одной стороны и сопло с другой. Затвор открывается, тело робота расширяется, вода набирается во внутреннюю камеру, затем ребра сжимаются, чтобы вытолкнуть воду через сопло.

Двигаясь таким способом, робот развивает скорость от 18 до 32 см в секунду, что и делает его самым быстрым среди мягких роботов. Он имеет собственный источник энергии и несет полезную нагрузку в виде камеры или датчиков. Регулируя наклон сопла, робот может маневрировать. Для проверки его запустили в большой аквариум университета, где кальмарбот успешно маневрирует среди живых морских обитателей, не причиняя им никакого вреда.

https://www.youtube.com/watch?v=LCr-USTDvVY
Источник: Bioinspiration & Biomimetics

Инженеры создали робота-таракана

#Калифорнийскийуниверситет #роботтаракан #зооморф #ПВДФ #ЛивэйЛин #ЦинхуаБерклиШэньчжэнь #видео
Он такой же выносливый, как таракан. Попробуйте раздавить этого робота ногой, и, скорее всего, он просто будет продолжать ползти.
”Большинство роботов такого размера очень хрупки. Если вы наступите на них, вы уничтожите робота”, - сказал Ливэй Лин, профессор машиностроения в Калифорнийском университете в Беркли и автор нового исследования, которое описывает робота. “Мы обнаружили, что, если мы добавим веса нашему роботу, он будет функционировать.”
Робот размером с большую почтовую марку изготовлен из тонкого листа пьезоэлектрического материала, называемого поливинилиденфторидом, или ПВДФ. Пьезоэлектрические материалы уникальны тем, что под действием электрического напряжения материал расширяется или сжимается.
Исследователи покрыли ПВДФ слоем эластичного полимера, который заставляет весь лист изгибаться, а не расширяться или сжиматься. Затем они добавили переднюю ногу, так что, когда материал изгибается и выпрямляется под действием электрического поля, колебания толкают устройство вперед в “скачкообразном” движении.
Полученный робот может быть простым на вид, но у него есть некоторые замечательные способности. Он может двигаться по земле со скоростью 20 длин тела в секунду, что сравнимо со скоростью таракана и считается самым быстрым среди роботов-насекомых. Он может проскакивать через трубы, взбираться на небольшие склоны и перевозить небольшие грузы, такие как арахис.
Пожалуй, самое впечатляющее, что робот, который весит менее одной десятой грамма, может выдержать вес около 60 кг — примерно вес среднего человека — что примерно в 1 миллион раз больше веса робота.
“Если вы наступите на робота-таракана, возможно, придется немного растереть его, иначе таракан все еще может выжить и убежать”, - сказал Лин. "Кто-то, наступая на нашего робота, прикладывает необычайно большой вес, но [робот] все еще работает, он все еще функционирует. Так что в этом смысле он очень похож на таракана.”
В настоящее время робот “привязан” к тонкому проводу, который несет электрическое напряжение, приводящее в движение колебания. Команда экспериментирует с добавлением батареи, чтобы робот мог передвигаться самостоятельно. Они также работают над добавлением газовых датчиков и улучшают конструкцию робота, чтобы он мог обходить препятствия.
Эта работа частично поддерживается Центром датчиков и приводов Беркли, исследовательским центром сотрудничества между промышленностью и Университетом.
Небольшие роботы, подобные этим, могут быть полезны в поисково-спасательных миссиях, там, где собаки или люди не смогут пройти, или где для них может быть слишком опасно, сказал Ичуань Ву, первый автор статьи, который закончил работу в качестве аспиранта по машиностроению в Калифорнийском университете в Беркли через партнерство Цинхуа-Беркли Шэньчжэнь институт.
“Например, если происходит землетрясение, то большим машинам или собакам очень трудно найти живых под обломками, поэтому нам нужен маленький робот, который был бы гибким и надежным”, - сказал Ву, который сейчас является доцентом в Университете электронных наук и технологий Китая.

https://www.youtube.com/watch?v=UtjlbI_dIYI

Источник: https://news.berkeley.edu/2019/07/31/you-cant-squash-this-roach-inspired-robot

Робот Cassie из Agility Robotics впервые учится ходить.

#Cassie #AgilityRobotics #Калифорнийскийуниверситет #MuJoCo #вирт #SimMechanics #видео

По данным американского журнала, робот Cassie от компании Agility Robotics теперь может научиться ходить совершенно автономно. Решение пришло от исследователей из Калифорнийского университета в Беркли. Они использовали обучение с подкреплением, чтобы Cassie могла научиться ходить самостоятельно. Однако это обучение не происходило на открытом воздухе на пересеченной местности.

Американские исследователи разработали трехступенчатую систему. Для первого требуется виртуальная среда под названием MuJoCo, а также симуляция робота, который должен изучить полную библиотеку движений. Однако этого типа моделирования недостаточно для применения обучения в реальном мире. Чтобы проверить результаты первого обучения, ученые использовали другую виртуальную среду под названием SimMechanics. Однако она требует гораздо большей вычислительной мощности и поэтому не работает в режиме реального времени.

После передачи обучения роботу исследователи протестировали его в помещении университета и на открытом воздухе на ровной поверхности. Cassie смогла успешно стоять и ходить, даже сидя на корточках. Робот показал свою способность компенсировать в случае удара или спотыкания. Кроме того, робот получил отказ двух двигателей на левой ноге, но он смог продолжать свою работу.

https://www.youtube.com/watch?v=goxCjGPQH7U

Источник: http://new-science.ru/robot-cassie-iz-agility-robotics-vpervye-uchitsya-hodit/