Терминатор встречает толчки: этот робочервь плавает в песке

«Вот как они тебя поймали. Они под чертовой землёй! Так говорит Вэл Макки, наемный работник, которого Кевин Бэкон сыграл в классической комедии 1990 года: Тремор. Макки имеет в виду грабоидов, беспозвоночный вид чудовищных гигантских червей, которые путешествуют под землей, отталкивая землю во время копания.

Ребята из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Технологического института Джорджии работают над роботом, который находится не в миллионе миль от Грабоидов. Хотя в настоящее время он намного меньше и гораздо менее склонен поедать ничего не подозревающий скот и людей, тем не менее, это туннельное создание, вдохновленное змеей, способное прорываться сквозь почву или мягкий песок. И возможно, утверждают его создатели, когда-нибудь поверхность реголита найдут и на других планетах. Это будущее космических вездеходов еще впереди?

«Мы разработали тип роющего робота, который использует новый подход к копанию, пытаясь уменьшить силы сопротивления, а не бороться с ними»,

Николас Наклерио, аспирант-исследователь-механик Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, рассказал Digital Trends. «Три принципа, которые позволяют это сделать, — это выдвижение наконечника для устранения сопротивления по его бокам, псевдоожижение воздуха для уменьшить силу сопротивления сыпучей среды и асимметрию для контроля подъемных сил, возникающих в горизонтальном положении. закапывание».

Песчаные черви идут копать

Сам робот на удивление низкотехнологичен. Его корпус изготовлен из воздухонепроницаемой нейлоновой ткани рипстоп. Нейлоновая трубка подает воздух к его кончику, который отбрасывает частицы перед собой, расчищая путь по мере продвижения под землей. Оплетка из углеродного волокна повышает жесткость на скручивание, а тефлоновая оболочка снижает трение. Движение робота осуществляется пневматически с помощью сжатого воздуха или азота, что позволяет ему перемещаться под поверхностью.

Наклерио сказал, что он незнаком с Тремор Грабоиды (хотя Песчаные черви Дюны это совсем другая история.) На самом деле, хотя робот определенно был вдохновлен природой, он, похоже, вообще не был основан на червях или змеях.

«Наш робот вдохновлен корнями растений, которые растут из кончиков и уходят глубоко в почву», — сказал Наклерио. «Выдвигаясь из кончика, робот избегает трения по бокам и может поворачиваться в любом направлении. Мы также черпали вдохновение у южного песчаного осьминога, который выбрасывает струю воды, помогая ему зарыться в морское дно. Наш робот выдувает воздух из кончика, чтобы разжижить песок возле кончика, уменьшая силу, необходимую ему для зарыва в землю. Наконец, мы использовали асимметричное направление воздушного потока и наклонный клин на кончике робота, чтобы помочь контролировать подъемную силу. Это было вдохновлено ящерицей-песчаной рыбой, которая использует свою клиновидную голову, чтобы зарываться в песок».

Эта уникальная конструкция помогла команде преодолеть «проблему подъема» при горизонтальном рытье нор. «Когда мы впервые пытались зарыться горизонтально, наш робот всегда всплывал на поверхность», — сказал он. «Оказывается, симметричный объект, движущийся горизонтально через зернистую среду, испытывает подъемную силу, потому что материал легче подтолкнуть вверх и в сторону, чем уплотнить его. Мы решили эту проблему, направив воздух прямо вниз, чтобы уменьшить градиент силы, вызывающий подъемную силу, и добавив клин к кончику робота».

Роющие роботы-змеи на Луне

Итак, какое же применение может иметь этот роющий робот-змея/лоза? И, что более важно, можно ли его масштабировать, чтобы вытеснить большое количество песка или земли? «Мы считаем, что принципы, представленные в этой статье, могут быть использованы для расширения возможностей традиционных методов рытья нор, особенно горизонтального и управляемого рытья», — сказал Наклерио.

Что касается вариантов использования, то более пешеходные наземные варианты могут включать в себя различные виды деятельности по рытью канав. «Одна из первых концепций, которые у нас были для этого проекта, заключалась в том, что робот будет прятаться в земле, под ней и наверху. другую сторону подъездной дороги, чтобы установить ирригационную линию или линию связи без необходимости рыть траншею», — Наклерио. сказал. «Другие области применения включают поисково-спасательные работы, установку геотермальной петли, проверку зернохранилищ и многое другое».

Именно это «больше», ненавязчиво расположенное в конце осмотра зернохранилища, представляет собой наиболее убедительный (и научно-фантастический) вариант использования из всех. «Мы считаем, что робот особенно хорошо подходит для сухой внеземной среды с низкой гравитацией, где может быть трудно создать реактивные силы», — продолжил Наклерио. «Примеры применения включают размещение тепловых датчиков на Марсе, исследование вулканических туннелей на Луне, отбор проб или закрепление астероидов, а также исследование гранулированного льда на Энцеладе, спутнике Сатурна».

Идея использования этой техники исследовать среду с низкой гравитацией в космосе может показаться надуманным. Однако в настоящее время команда сотрудничает с НАСА над проектом, охватывающим некоторые из этих конкретных приложений. Кто знает: возможно, роботы-черви в космосе не так сумасшедшие, как кажется!

Был документ с описанием работы. недавно опубликовано в журнале Science Robotics.

Рекомендации редакции

• Познакомьтесь с революционным роботом-качером, который может идеально имитировать любой бросок человека.
• Ремонтный робот плавает по нефтепроводам и заваривает трещины — не взрываясь
• Ballie — передвижной робот от Samsung, который может помочь в умном доме
• Ударьте его, поверните, потяните, схватите: рука робота Массачусетского технологического института может легко поднимать предметы
• Робот-змея Массачусетского технологического института предназначен для ползания по кровеносным сосудам мозга