Фантастические воксельные роботы: вместо тысячи деталей — несколько универсальных блоков
Система, разрабатываемая специалистами MIT, основана на отдельных трехмерных модулях – своего рода строительных блоках робота, известных как воксели.
Робовоксели в основном представляют собой полые пластиковые коробки, состоящие из множества узких распорок, которые могут быть жесткими и несущими, когда на них оказывают воздействие с одного направления, а могут — мягкими и гибкими, когда на них воздействуют с других сторон. Эта комбинация характеристик позволяет роботам сохранять общую форму тела, одновременно изгибая его из стороны в сторону — и все это без необходимости в сложном специально разработанном оборудовании.
В ходе одной из демонстраций технологии ученые построили змееподобного робота длиной около 1 метра, состоящего из 20 вокселей, соединенных встык.
Приводы внутри его тела тянут стороны этих вокселей через стальные тросы, заставляя воксели последовательно сжиматься и расслабляться в одну или другую сторону и создавая волнообразные движения от передней части тела к задней (через плотно прилегающую неопреновую «кожу»), что значительно повышает гидродинамику устройства. Испытания с буксировкой показали, что робот действительно может эффективно плавать в воде подобным образом.
И хотя воксельный робот Hydrosnake состоит всего из 60 отдельных компонентов, исследователи утверждают, что его змееподобный собрат, ранее построенный НАСА (с использованием обычных компонентов), состоял из тысяч. Кроме того, если на проектирование и сборку робота RoboTuna, похожего на рыбу, у Массачусетского технологического института ушло два года, то Hydrosnake был собран всего за пару дней.
Воксели также использовались для создания крыла, форма профиля (поперечного сечения) которого может изменяться, чтобы повлиять на его аэродинамические качества. Массив перекрывающихся чешуйчатых плиток на внешней стороне обеспечивает водонепроницаемое уплотнение, даже когда кривизна крыла находится в процессе изменения. Такие крылья можно было бы использовать в системах, которые генерируют энергию из океанских волн или которые позволяют кораблям более плавно двигаться по воде.
Кроме того, поскольку воксельную систему в целом можно легко масштабировать до крупных приложений, ученые считают, что однажды ее можно будет использовать даже в подводных лодках, похожих на китов, которые перемещаются, изгибая механические «лапы».