Робот Saw: я змея, я сохраняю покой

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.

Двигатель вращает спираль относительно корпуса.
Двигатель вращает спираль относительно корпуса.
25 звеньев опоясывают спираль, они присоединены к корпусу и не вращаются.
25 звеньев опоясывают спираль, они присоединены к корпусу и не вращаются.

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.

3

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%.

4

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: 

ICub. Андроид, который летит

Yujin и его команда