Исследователи разработали набор шестиугольных роботизированных компонентов, которые можно соединять во все более крупные структуры. Каждый из шестиугольников компонентов состоит из жестких пластин, которые служат его экзоскелетом. Приводимые в действие электричеством, пластины могут менять свою форму, переходя от длинных и узких к широким и плоским на высокой скорости. Объединенные структуры способны прыгать на высоту, в четыре раза превышающую их собственный рост, затем могут менять форму, чтобы катиться очень быстро, или использовать мультимодальное приведение в действие, чтобы ползать в ограниченном пространстве.
Роботизированные компоненты были разработаны в Институте интеллектуальных систем имени Макса Планка (MPI-IS). Модули изготовлены из шести легких жестких пластин из стекловолокна, которые образуют шестиугольник. Магниты, встроенные в пластины, позволяют быстро подключаться к другим компонентам, а также обеспечивают общее электрическое заземление между модулями.
Команда разработчиков интегрировала искусственные «мышцы» во внутренние сочленения шестиугольников, которые называются гидравлически усиленными самовосстанавливающимися электростатическими мышцами (HASEL). Подача высокого напряжения на модуль заставляет мышцу активироваться, вращая сочленения шестиугольника и изменяя его форму с длинной и узкой на широкую и плоскую.
«Объединение мягких и жестких компонентов таким образом обеспечивает высокие ходы и высокие скорости. Соединяя несколько модулей, мы можем создавать новые геометрии роботов и перепрофилировать их для меняющихся потребностей», — сказала Эллен Рамли, приглашенный исследователь из Университета Колорадо в Боулдере, в пресс-релизе MPI-IS. Рамли и Закари Йодер, оба аспиранты, работающие в отделе материалов робототехники, являются соавторами новой статьи «Шестиугольные электрогидравлические модули для быстро перестраиваемых высокоскоростных роботов», опубликованной в журнале Science Robotics.
Модули можно перенастраивать, их легко прикреплять или отсоединять. Цепи модулей можно быстро подключать, и они могут работать от одного источника напряжения. Каждый из модулей может иметь собственное поведение, что позволяет выполнять различные операции.
Команда создала видео, демонстрирующее различные конфигурации и поведения, которые можно создать с помощью модулей HEXEL. Модули можно увидеть катящимися, танцующими, прыгающими, ползающими и выполняющими множество других движений.
«В целом, имеет смысл разрабатывать роботов с реконфигурируемыми возможностями», — сказал Йодер. «Это вариант устойчивого проектирования — вместо того, чтобы покупать пять разных роботов для пяти разных целей, мы можем построить много разных роботов, используя одни и те же компоненты. Роботы, созданные из реконфигурируемых модулей, могут перестраиваться по требованию, чтобы обеспечить большую универсальность, чем специализированные системы, что может быть полезно в условиях ограниченных ресурсов».
