Моллюски и улитки вдохновили на создание землеройных и ползающих роботов

Инжиниринг всегда перенимает что-то от биологии. Естественные организмы и системы в ходе эволюции преуспели в выполнении задач и достижении целей в рамках природы и физики.

Это одна из причин, по которой профессор Анетт Хосои из Массачусетского технологического института изучает улиток. Улитки способны перемещаться в любом направлении, горизонтально, вертикально и даже вниз головой, причем делают это на любой поверхности, будь то песок, раковина, древесная кора, гладкие стены или стекло. Своим умением они обязаны липкому веществу на брюшке, которое действует как мощная смазка и сокращает трение во время движения.

Изучая и адаптируя биологические свойства улиток для роботизированных устройств, группа Хосои сумела создать робота RoboSnail, способного взбираться по гладким стенам и удерживаться на любых поверхностях, как живая улитка. Такое устройство потенциально может использоваться в инвазивной хирургии и бурении нефтяных скважин, помимо других применений.

Еще один любопытный для Хосои организм — двухстворчатый моллюск, обладающий удивительной способностью рыть и заклинивать створки. Моллюск способен зарываться в песок на глубину до 30 дюймов. Робот RoboClam был разработан Хосои, чтобы понять поведение и механику моллюсков, а также исследовать возможности рытья для роботизированных устройств, при которых используется меньше энергии, чем с текущей технологией и оборудованием.

Исследователи установили, что в ходе копания движения моллюска, направленные вверх и вниз, сопровождающиеся открыванием и закрыванием створок раковины, доводят песок до консистенции жидкого сыпучего песка. Это позволяет моллюску быстро перемещаться сквозь песок. RoboClam, подобно живой версии, вибрирует, превращая твердое морское дно в жидкость, и отталкивается червеподобной ногой.

Роботизированные землеройные машины по примеру моллюска могут использоваться как автоматические привязи и легковесные недорогие якорные устройства, как для небольших роботизированных субмарин, так и для крупных суден и нефтяных платформ. Устройства, скрывающиеся в морском дне, потенциально могут использоваться как детонаторы для подводных мин.

Хосои не одинока в использовании биологических образов в робототехнике. Инженеры всего мира обращаются к естественным организмам, таким как насекомые, рыбы и черепахи, чтобы разработать проект робота, способного выполнять определенные задачи, которые автоматизированные устройства обычно выполнить не способны. Подражание естественным организмам также может помочь усовершенствовать эффективность множества проектов, которые потребляют слишком много энергии, в то время как биологические исходники справляются с теми же задачами не в пример эффективней.

Важно не просто скопировать животных, но и понять их биологические механизмы, чтобы выделить основные особенности, которые позволяют им делать то, что они делают.

12.11.2013