Давид Заррук, специалист Университета имени Бен-Гуриона (Негева, Израиль), разработал волнообразного робота-червя, движением которого управляет всего лишь одно устройство. Несмотря на то, что все возможные способы передвижения в пространстве смогли найти отражение в робототехнике, SAW поражает своей простотой.
Структура робота позаимствована у змей, хотя во время передвижения SAW внешне напоминает червя. Тело червя утончается в одной части, увеличиваясь в другой. Сначала вперед перемещается передний его конец, за ним сокращающаяся задняя часть. В свою очередь, движение SAW состоит из зацикленных синусоид, которые рисует тело робота на поверхности. В своем движении SAW схож с микроскопическими морскими животными, передвигающихся с помощью жгутиков.
Зарруку удалось добиться минимализма, высокой производительности и простоты движений SAW благодаря многолетней работе. Как утверждает сам ученый в интервью журналу IEEE, целью создать устройство, передвигающееся волновым способом, он задался еще в 2004 году, будучи студентом. Увлечение Давида перетекло в его докторскую, в которой он доказал, что простой аппарат волнового движения можно использовать для лечения заболеваний пищеварительной системы человека.
Работая над курсом проектирования изделий, ученый обратил внимание на то, что в разных проекциях пружину можно рассматривать и как круг, и как синусоиду. При вращении пружины волна начинает двигаться.
Как было указано выше, движениями робота управляет всего лишь один двигатель, который вращает жесткую спираль. Эта спираль окружена рядом звеньев, созданных при помощи 3D-принтера. При вращении спирали звенья передвигаются вверх-вниз, толкая SAW вперед.
Робот передвигается только вперед и назад. Управление SAW происходят благодаря колесам в корпусе. SAW приводит в движение не только спираль, но и зубцы на звеньях, позволяющие семи волнам делать движения за семь циклов, что увеличивает скорость робота на 13%.
Модели SAW различаются по размеру и, следовательно, по скорости. Самая крупная модель развивает скорость 57 сантиметров (5,6 волн) в секунду. Скорость, с которой эта модель может карабкаться между двух узко поставленных плоскостей, составляет 8 см/сек, а плавать она может со скоростью 6 см/с.
Не стоит рассматривать робота SAW как игрушку. Самая маленькая модель робота сопоставима по размерам с обычной авторучкой, а в будущем SAW планируется уменьшить до таких размеров, что его можно будет внедрять в кишечник человека и брать с её помощью образцы для биопсии.
Кроме в того, в будущем Заррук собирается изменить систему управления SAW для того, чтобы он смог более элегантно передвигаться. Если ученым удастся изменить частоту волн и их амплитуду, то SAW будет проще адаптироваться к изменениям рельефа поверхности, по которой он движется.
Что же, пожелаем израильским инженерам удачи!
Читать также: