„Tak cię dostają. Są pod cholerną ziemią! Tak twierdzi Val McKee, najemnik grany przez Kevina Bacona w klasycznej komedii z lat 90.: Wstrząsy. McKee ma na myśli Graboidy, bezkręgowy gatunek potwornych gigantycznych robaków, które poruszają się pod ziemią, odpychając ziemię podczas kopania.
Zawartość
- Sandwormvines kopią
- Zakopujące roboty wężowe na Księżycu
Ludzie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara i Georgia Institute of Technology pracują nad robotem, który znajduje się niecałe milion mil od Graboidów. Chociaż obecnie jest znacznie mniejszy i znacznie mniej podatny na pożeranie niczego niepodejrzewającego bydła i ludzi, jest to jednak tunelowy obiekt inspirowany wężami, który potrafi przekopać się przez ziemię lub miękki piasek. I być może, jak twierdzą jego twórcy, pewnego dnia powierzchniowy regolit zostanie odnaleziony na innych planetach. Czy taka jest przyszłość łazików kosmicznych?
Polecane filmy
„Opracowaliśmy rodzaj robota kopiącego, który przyjmuje nowe podejście do kopania, próbując zmniejszyć siły oporu, zamiast je zwalczać”
Mikołaj Naclerio– powiedziała Digital Trends, absolwentka inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara. „Trzy zasady, które to umożliwiają, to wysuwanie końcówki w celu wyeliminowania oporu wzdłuż jej boków i fluidyzacja powietrza zmniejszyć siłę oporu mediów ziarnistych i asymetrię, aby kontrolować siły nośne wytwarzane w poziomie rycie."Zrobotyzowane kopanie z wysuwaniem końcówki i granulowaną fluidyzacją
Sandwormvines kopią
Sam robot jest zaskakująco mało zaawansowany technologicznie. Korpus wykonany jest z hermetycznego nylonu ripstop. Nylonowa rurka dostarcza powietrze do końcówki, która wydmuchuje cząsteczki znajdujące się przed nią, oczyszczając ścieżkę wędrującą pod ziemią. Oplot z włókna węglowego zwiększa sztywność skrętną, a osłona teflonowa zmniejsza tarcie. Ruch robota napędzany jest pneumatycznie sprężonym powietrzem lub azotem, co pozwala mu poruszać się pod powierzchnią.
Naclerio powiedział, że nie jest zaznajomiony z Wstrząsy Graboidy (chociaż Sandworms z Diuny to inna historia.) Tak naprawdę, chociaż robot był zdecydowanie inspirowany naturą, najwyraźniej w ogóle nie był wzorowany na robakach czy wężach.
„Nasz robot jest bezpośrednio inspirowany korzeniami roślin, które wyrastają z końcówek i wnikają głęboko w glebę” – powiedział Naclerio. „Wysuwając się z czubka, robot unika tarcia wzdłuż boków i może skręcać w dowolnym kierunku. Inspirację zaczerpnęliśmy także z południowej ośmiornicy piaskowej, która wyrzuca strumień wody, aby pomóc zakopać się w dnie morskim. Nasz robot wydmuchuje powietrze ze swojej końcówki, aby upłynnić piasek w pobliżu końcówki, zmniejszając siłę potrzebną do zakopania się w ziemi. Na koniec zastosowaliśmy asymetryczny kierunek przepływu powietrza i ustawiony pod kątem klin na końcu robota, aby pomóc kontrolować siły nośne. Inspiracją była dla mnie jaszczurka piaskowa, która wykorzystuje swoją klinowatą głowę, aby zakopać się w piasku”.
Ta wyjątkowa konstrukcja pomogła zespołowi pokonać „wyzwanie związane z siłą nośną” podczas kopania poziomego. „Kiedy po raz pierwszy próbowaliśmy zakopać się poziomo, nasz robot zawsze wypływał na powierzchnię” – powiedział. „Okazuje się, że symetryczny obiekt poruszający się poziomo w ziarnistym ośrodku ulega uniesieniu, ponieważ łatwiej jest wypchnąć materiał w górę i na bok, niż go zagęścić. Rozwiązaliśmy ten problem, wdmuchując powietrze prosto w dół, aby zmniejszyć gradient siły powodujący unoszenie, oraz dodając klin do końcówki robota”.
Zakopujące roboty wężowe na Księżycu
Jakie zatem zastosowania mógłby mieć ten kopiący robot w kształcie węża/pnącza? I, co ważniejsze, czy można go zwiększyć, aby wyprzeć duże ilości piasku lub ziemi? „Wierzymy, że zasady przedstawione w tym artykule można wykorzystać do rozszerzenia możliwości konwencjonalnych metod kopania, szczególnie w przypadku kopania poziomego i sterowanego” – powiedział Naclerio.
Jeśli chodzi o przypadki użycia, te bardziej naziemne dla pieszych mogą obejmować różnorodne czynności polegające na kopaniu rowów. „Jedna z najwcześniejszych wizji, jakie mieliśmy w związku z tym projektem, zakładała, że robot będzie zakopywał się w ziemi, pod nią i w górę. po drugiej stronie podjazdu, aby zainstalować linię nawadniającą lub komunikacyjną bez konieczności kopania rowu”, Naclerio powiedział. „Inne zastosowania obejmują poszukiwania i ratownictwo, instalację pętli geotermalnych, inspekcję spichlerzy i wiele innych”.
To właśnie to „więcej” umieszczone nieinwazyjnie na koniec inspekcji spichlerza stanowi najbardziej przekonujący (i science fiction) przypadek użycia ze wszystkich. „Uważamy, że robot szczególnie dobrze nadaje się do suchych, pozaziemskich środowisk o niskiej grawitacji, gdzie wytworzenie sił reaktywnych może być trudne” – kontynuował Naclerio. „Przykładowe zastosowania obejmują umieszczenie czujników termicznych na Marsie, badanie tuneli wulkanicznych na Księżycu, pobieranie próbek lub kotwiczenie asteroid oraz badanie granulowanego lodu na Enceladusie, księżycu Saturna”.
Pomysł wykorzystania tej techniki do badaj środowiska o niskiej grawitacji w kosmosie może wydawać się naciągane. Jednakże zespół współpracuje obecnie z NASA nad projektem dotyczącym niektórych z tych konkretnych zastosowań. Kto wie: może roboty-robaki w kosmosie nie są tak szalone, jak się wydaje!
Artykuł opisujący tę pracę był niedawno opublikowane w czasopiśmie Science Robotics.
Zalecenia redaktorów
- Poznaj rewolucyjnego robota rzucającego, który doskonale naśladuje każdy ludzki rzut
- Robot naprawczy przepływa przez rurociągi naftowe i spawa pęknięcia – bez eksplozji
- Ballie to robot na kółkach firmy Samsung, który może pomóc w inteligentnym domu
- Uderz, przekręć, pociągnij, chwyć: ręka robota MIT może z łatwością podnosić przedmioty
- Wężowy robot MIT ma za zadanie czołgać się przez naczynia krwionośne w mózgu
