Швейцарские ученые использовали мертвые части лобстеров в качестве роботизированных конечностей. Прочные, гибкие и легкие экзоскелеты этих морских животных успешно продемонстрированы в качестве роботизированных манипуляторов, захватов и плавательных средств, способных сгибаться с частотой до 8 Гц. Использование мертвых частей животных делает это достижением в области “некроботики”. Этот пример биогибридной робототехники, разработанный в Швейцарском федеральном технологическом институте в Лозанне (EPFL), представляет собой особенно устойчивую некро-технологию, поскольку в ней используются панцири ракообразных, являющиеся отходами пищевого производства.
Зачастую исследователи вдохновляются природой для создания более совершенных искусственных вещей. Однако некроботика без стеснения использует части (мертвой) природы для выполнения своих задач. Если вам нужна устойчивая деталь робота размером и формой с хвост лобстера, то зачем изобретать велосипед?
“Экзоскелеты сочетают в себе минерализованные панцири с соединительными мембранами, обеспечивая баланс жесткости и гибкости, что позволяет их сегментам двигаться независимо. Эти особенности обеспечивают ракообразным быстрые движения с высоким крутящим моментом в воде, но они также могут быть очень полезны для робототехники”, – объясняет руководитель лаборатории CREATE EPFL Джози Хьюз. “И, перерабатывая пищевые отходы, мы предлагаем устойчивый циклический процесс проектирования, в котором материалы могут быть переработаны и адаптированы для новых задач”.
В видеоролике выше вы можете увидеть набор клипов, демонстрирующих, как ученые тестируют использование экзоскелета мертвого ракообразного в робототехнических приложениях. В частности, хвосты лангустинов используются в качестве роботизированных конечностей на протяжении всех этих тестов. Лангустины – это более мелкий представитель семейства лобстеров, также известный как норвежские лобстеры, дублинские креветки или скампи.
В первом сегменте видео показана пара этих хвостов, используемых для захвата различных (в основном мягких) объектов. В соответствующей исследовательской работе говорится, что “экзоскелет весом 3 г способен поддерживать полезную нагрузку в 680 г”. Несмотря на то, что эти некроботические захваты значительно превосходят по размеру и весу некоторые объекты, они способны поднимать и манипулировать ими, и, похоже, не повреждают такие вещи, как помидоры.
Более поздние части видео показывают, что хвосты лангустинов являются чрезвычайно способными роботизированными плавательными конечностями – что неудивительно. В воздухе ученые обнаружили, что они могут хлопать довольно быстро, до примерно 8 Гц.
Хитин, природный биополимер, является ключевым структурным компонентом ракообразных (и насекомых), что делает их экзоскелеты такими полезными здесь. Это очень легкодоступный материал, который является прочным, гибким и легким, а также биоразлагаемым и биосовместимым.
Чтобы улучшить и без того привлекательные качества экзоскелета в качестве сочлененной конечности, швейцарские ученые добавили силиконовое покрытие для повышения прочности и увеличения срока службы. Внутри экзоскелета был закреплен эластомер, прикрепленный синтетическим концом к моторизованному основанию.
“Насколько нам известно, мы первыми предложили концепцию интеграции пищевых отходов в роботизированную систему, которая сочетает в себе устойчивый дизайн с повторным использованием и переработкой”, – сказала исследователь лаборатории CREATE и первый автор работы Сарым Ким.
В дальнейшем исследователи предлагают более совершенные механизмы синтетического увеличения, такие как настраиваемые контроллеры, которые будут корректировать естественные вариации в биологических структурах. В любом случае, природа по-прежнему превосходит многие искусственные системы и дает отличное представление об элегантных материалах и механическом дизайне.
В прошлом месяце мы рассказывали о технологии некропечати, где хоботки мертвых комаров использовались для создания самых тонких и экологически чистых сопел для 3D-принтеров. В 2022 году мы также видели, как мертвые пауки используются в качестве “некроботов”, в частности, для роботизированных захватов (см. видеоклип ниже).
Всегда имейте в виду, что редакции некоторых изданий могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
8/9
Автор – Mark Tyson
