Сотрудники Университета штата Колорадо разработали мультимодального робота, который с помощью электричества может плавить и укреплять свои «суставы» для адаптации к различным движениям при ходьбе.

Гепарды — самые быстрые животные на суше — своей скоростью отчасти обязаны структуре скелета: большая и малая берцовые кости в их лапах соединены друг с другом, помогая сохранять устойчивость при преследовании добычи. Вместе с тем эта уникальная особенность ограничивает их в другом: гепарды не так хорошо лазают по естественным преградам, в отличие от многих других кошек. Если бы каким-то образом они могли разъединять эти кости по своему желанию, то стали бы еще более грозными хищниками.

Гепард обречен иметь тот скелет, который ему дала эволюция, однако роботам это не грозит. Новое изобретение Университета штата Колорадо (CSU) не страдает от этого ограничения: «кости» робота могут плавиться и вновь твердеть за минимальный отрезок времени, изменяя свой скелет, чтобы лучше соответствовать любой задаче, с которой он сталкивается.

В статье, опубликованной в журнале IEEE Robotics & Automation Letters, команда исследователей из CSU рассказывает о возможностях робота адаптироваться к различным задачам и условиям, оснастив его «формами изменяющихся суставов» (shape morphing joints, SMJ). Каждое из этих соединений изначально твердое, но при нагревании электричеством оно становится податливым в течение примерно 10 секунд. Прекращение потока электричества снова сделает сустав жестким.

На представленном видеоролике инженеры демонстрируют, как робот может использовать свои SMJ, чтобы опускаться достаточно низко для преодоления препятствия. Команда CSU планирует работать над созданием робота, способного к более чем одному типу передвижения, следующего за ним: например, бот, который может плавать и ходить, или бот, который может ходить и летать. Например, робот-амфибия способен трансформировать передние конечности, чтобы быть более подходящим для ходьбы по земле или для плавания в воде. Вместе с тем разработчики видят ряд потенциальных применений для своей технологии и в ее нынешнем виде.

Каждый из «суставов» изначально твердый, но при нагревании электричеством становится податливым в течение примерно 10 секунд / © Colorado State University

«Наша технология идеально подходит для небольших роботов, которые должны выполнять разные задачи или адаптироваться к изменяющимся условиям. Эти роботы могут использоваться для широкого спектра применений, включая мониторинг окружающей среды, военное наблюдение, а также для поисковых и спасательных операций в зонах бедствий или катастроф», — утверждает один из авторов работы и член исследовательской группы Iiane Spectrum Цзяньго Чжао (Jianguo Zhao).