На создание нового робота-копателя исследователей вдохновил уникальный механизм движения атлантических морских черенков (Ensis directus) – двустворчатых моллюсков, имеющих узкую продолговатую раковину. Устройство получило название RoboClam ("робот-моллюск"). Оно способно закапываться в землю, переводя окружающую почву из твёрдого состояния в жидкое.
Атлантические морские черенки – крупный вид моллюска, обитающего на североамериканском побережье. Они могут похвастаться замечательной способностью быстро и глубоко зарываться в мокрый песок, легко превосходя любую установку, созданную человеческими руками. Существо может погружаться в вертикальном положении в почву на глубину до 70 см, затрачивая на каждый сантиметр пути примерно одну секунду.
Подобная эффективность достигается благодаря тому, что моллюск быстро открывает и закрывает свою раковину: донный грунт смешивается с водой и становится жидким и похожим на зыбучие пески, оказывая меньшее сопротивление и облегчая черенку путь вниз сквозь почву.
"Целью нашего проекта было создать небольшого, лёгкого робота с низким потреблением энергии, способного эффективно двигаться сквозь грунт", – рассказывает профессор Амос Уинтер (Amos Winter) из MIT, один из разработчиков робота-моллюска.
Исследователи постарались воссоздать механизм открытия и закрытия раковины, создав платформу управления роботом, состоящую из двух пневматических поршней, которые, по сути, и составляют 9-сантиметровое устройство.
RoboClam управляется с помощью "генетического алгоритма", непрерывно оценивающего и корректирующего различные переменные работы для достижения максимальной эффективности. Прототип постоянно развивается подобно эволюционирующим живым организмам, стремясь стать оптимизированной копающей машиной. В ходе исследования было проведено уже более 300 испытаний робота-моллюска в естественной среде обитания морских черенков – на илистом побережье города Глостер, штат Массачусетс.
Результаты показали, что RoboClam способен "разжижать" почву и зарываться в грунт почти столь же эффективно, как и его биологический прототип. Максимальная глубина, на которую опускалось устройство – 20 сантиметров (ограничения накладывают конструкции робота, расположенные над поверхностью воды).
Такой робот может в будущем пригодиться в различных сферах: он сможет прокладывать подводные кабели, выкапывать и взрывать подводные мины, устанавливать датчики в океане или закреплять технику на морском дне. На данный момент создатели сотрудничают с компанией, разрабатывающей подводную робототехнику, которой требуется долговременное крепление на морском дне, вероятно, именно робот-моллюск сможет его обеспечить.
Подробности исследования были опубликованы в издании Bioinspiration & Biomimetics.
Также по теме:
Мягкая роботизированная рыба научилась двигаться подобно настоящей
Рыба вдохновила инженеров на создание нового класса роботов-водолазов
Создан робот-медуза, приводимый в движение клетками сердечной мышцы крысы
В Южной Корее разработали робота-убийцу медуз
Роботы установили рекорд дальности передвижения по океану
Реактивный экзоскелет позволит прогуляться по океанскому дну
