Роботы отлично подходят для исследования земли, моря, неба и космоса, но одна среда, в которой им сложнее ориентироваться, - это земля. Теперь инженеры разработали змееподобного робота, который использует ряд методов, чтобы прорываться сквозь мягкий песок или почву.
Змеи издавна были источником вдохновения для роботов благодаря относительной простоте, но универсальности движений. Таким образом, они использовались для исследования таких сред, как песчаные дюны, морское дно, трубы, неработающие атомные электростанции и даже человеческое тело.
Теперь они уходят под землю. Самым большим препятствием здесь, конечно, является то, что сопротивление даже в гранулированном материале, таком как песок и почва, намного выше, чем в воде или воздухе. Но команда инженеров Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Технологического института Джорджии разработала робота, который может решить эту проблему несколькими способами.
Новый дизайн начинается с существующего мягкого робота, который движется, «вырастая» на кончике, как лоза. Это уже помогает в подземных приключениях - поскольку кончик - единственная движущаяся часть, трение намного ниже, чем если бы все тело двигалось. Чтобы помочь ему двигаться еще проще, к растущему кончику робота было прикреплено устройство, которое выпускает под давлением воздух перед собой, отталкивая песок в сторону, чтобы расчистить путь.
Но есть еще одна проблема: двигаясь горизонтально по песку, робот имел тенденцию подниматься, пока не появлялся на поверхности. Это базовая физика - небольшое количество песка над роботом оказывает гораздо меньшее давление, чем уплотненный песок под ним.
Чтобы противостоять этому, команда сделала так, чтобы робот также выпускал под давлением воздух вниз, чтобы уменьшить это трение. Добавление клина спереди (клиновидная голова), вдохновленное «плавающей» в песке ящерицы Обыкновенный сцинк (лат. Scincus scincus), получившей название «песчаная рыба», также помогает проложить путь.
Конечным результатом является небольшой робот, который относительно легко перемещается через сухую гранулированную среду. Он может избегать препятствий, скручиваясь и поворачиваясь, как змея, или ныряя в песок и вновь выныривая на другой стороне.
Команда говорит, что эта конструкция может пригодиться для таких вещей, как отбор проб почвы и прокладка труб и кабелей под землей.
Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics. Робота-змею можно увидеть в действии на видео ниже.
