Завдяки нагріванню пружини. Робот без моторів і програмування навчився стрибати, перевертатися та долати схили

Про це пише видання Interesting Engineering.

Робота розробили в лабораторії біоміметичної м’якої робототехніки Італійського технологічного інституту. За основу взяли мексиканську квасолю, відому здатністю непередбачувано рухатися через личинку молі всередині насінини.

Bean-Bot складається з легкої оболонки у формі квасолини, невеликої пружини з матеріалу, що запам’ятовує форму, та магнітів. Пружина змінює форму під час нагрівання. Коли температура стає достатньою, вона різко вивільняє накопичену енергію та підкидає робота в повітря.

Подальший рух визначає не програмне забезпечення, а конструкція робота та поверхня, на яку він приземляється. Одна сторона корпусу Bean-Bot округла, а дві інші — пласкі. Округла частина дає змогу котитися, тоді як пласкі поверхні допомагають стабілізувати робота та долати нахили.

Форма корпусу також дає змогу роботу самостійно перевертатися після приземлення. Завдяки цьому він може продовжити рух і підготуватися до наступного стрибка незалежно від того, якою стороною опинився на поверхні.

Під час випробувань Bean-Bot стрибав на висоту до 30 сантиметрів, котився приблизно на 80 сантиметрів, ковзав по гладких поверхнях і перевертався в повітрі або після контакту із землею. Робот також зміг долати схили з кутом від 10 до 18 градусів залежно від налаштування магнітної сили.

Поверхня безпосередньо впливає на його поведінку. На гладкій поверхні після стрибка робот може переважно піднятися вгору або почати ковзати. На шорсткій він частіше переходить у рух по колу, а нерівності можуть змінити напрямок і висоту стрибка.

У серії зі 92 стрибків приблизно 81,5% призвели після початкового стрибка до додаткового руху — кочення, ковзання, відскоку або перевертання. Таким чином, навколишнє середовище фактично стало частиною механізму пересування робота.

Bean-Bot також має невелику масу. Його оболонка важить близько 3,8 грама, а модуль для стрибка — приблизно 8 грамів. Корпус надрукований на 3D-принтері, а для руху використовуються пружина з матеріалу з пам’яттю форми та магніти.

Водночас технологія поки що має обмеження. Для запуску пружини потрібна температура приблизно 70−80 °C. Після нагрівання роботу може знадобитися від 30 до 180 секунд для активації, а на відновлення перед наступним циклом — близько 130−140 секунд.

Дослідники розглядають Bean-Bot як приклад іншого підходу до створення роботів. Замість датчиків, комп’ютерів і програм, які окремо визначають кожен рух, частину функцій контролю виконує сама конструкція — форма корпусу, властивості матеріалів і взаємодія з поверхнею. У майбутньому вдосконалення матеріалів може дозволити роботу запускатися за нижчої температури та рухатися швидше.