Инженеры из Лос-Анджелесского университета разработали новую технологию создания складных роботов, которые не нуждаются в использовании полупроводников. Эти легкие и компактные машины могут выполнять сложные задачи без дополнительного веса от жестких компьютерных микросхем. Ранее такие роботы были экономичными, но затруднялись в производстве из-за требования к жестким материалам для электронной базы. Однако благодаря новой технике складывания гибких листовых материалов, инженерам удалось создать более простые и удобные для хранения автономные роботы.
Результаты этого исследования опубликованы в Nature Communications. Над проектом работала команда специалистов с различными образовательными фонами — от физиков до художников оригами (искусства складывания бумаг). Использование методик оригами позволяет получить форму любой сложности без использования дорогостоящих материалов или вычислительной техники.
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе назвали новый класс роботов, OrigaMechs. Они получили свои вычислительные возможности от комбинации механических переключателей оригами и запрограммированных логических команд. Благодаря гибким и электропроводящим материалам, систему блоков обработки информации можно интегрировать с датчиками и исполнительными механизмами. После разрезания, складывания и сборки лист превращается в автономного робота, который может анализировать окружающую среду.
«Эта работа ведет к созданию нового класса роботов-оригами с расширенными возможностями», — поделился Вэньчжун Ян — докторант машиностроения Калифорнийского университета в Лос- Анджелесе. OrigaMechs имеют высокий уровень автономии при сохранении благоприятных свойств изготовления на основе складывания оригами.
Используя новый подход, команда построила трех роботов, чтобы продемонстрировать потенциал системы:
- насекомоподобный шагающий робот, который меняет направление, когда любая из его антенн чувствует препятствие;
- робот , похожий на венерину мухоловку, который обволакивает «добычу», когда оба его челюстных датчика обнаруживают объект;
- перепрограммируемый двухколесный робот, который может двигаться по заранее разработанным траекториям различных геометрических узоров.
В то время как роботы были привязаны к источнику питания для демонстрации, исследователи заявили, что долгосрочная цель будет состоять в том, чтобы оснастить автономных роботов-оригами встроенной системой накопления энергии, питаемой от тонкопленочных литиевых батарей.
Конструкция без микросхем может привести к созданию роботов, способных работать в экстремальных условиях — с сильными радиационными или магнитными полями, а также в местах с интенсивными радиочастотными сигналами или сильными электростатическими разрядами — где традиционная электроника на основе полупроводников может не работать.
