Американское агентство по перспективным оборонным исследованиям DARPA распространило видео с испытаниями небольшого робота, который имеет силиконовое тело, испещренное микроканалами для подкрашенной жидкости, благодаря чему обеспечивается возможность маскировки.
Он может перемещаться пульсирующими движениями, менять цвет (и рисунок) и даже светиться в темноте и изменять свою температуру.
При этом стоимость его мене $100, а в перспективе такие роботы могут выпускаться всего за несколько долларов. Робота разрабатывает команда департамента химии и химической биологии Гарвардского университета.
Наличие микрофлюидных каналов в мягком силиконовом теле роботов, в которые под регулируемым давлением подаются различные жидкости, позволяет выполнить такие функции, как перемещение, камуфляж, свечение и регулирование температуры. Работы по созданию робота выполняются по программе DARPA M3 - Maximum Mobility and Manipulation (Максимальная мобильность и манипуляции).
Почему это важно для Министерства обороны? DARPA предусматривает возможность использования роботов разных форм и размеров при решении широкого круга перспективных задач, связанных с обороной. Но робототехника является еще молодой отраслью, которая до сих пор основные силы сосредотачивает на разработке аппаратного комплекса. Следовательно, расходы, связанные с робототехникой, как правило, очень высоки. Чего DARPA добилось, используя силиконовое тело мягких роботов, так это создание нового метода с очень низкой стоимостью производства. Вводя узкие каналы в тело, через которые смогут быть закачаны воздух и жидкости различных типов, можно добиться, чтобы робот изменял цвет, контраст, форму и температуру, чтобы смешаться с окружающей средой, светиться с помощью хемилюминесценции, и, самое главное, добиться приведения в действие, или движение, через пневматическое накачивание и откачивание каналов. Сочетание низкой стоимости и повышенных возможностей означает, что DARPA сняло одно из основных препятствий для внедрение технологий роботов в армии.
В мягких роботах DARPA микрофлюидные сети, используемые для маскировки или свечения, расположены в виде тонких силиконовых листов, называемых цветовыми слоями. Различным подогревом или охлаждением красителя, хемилюминесцентных и люминесцентных растворов и воды, которые могут прокачиваться через цветовые слои, можно регулировать температуру и внешний вид робота.
DARPA разрабатывает набор роботов, прототипы которых находят в природе.
В видео видно, как мягкий робот заходит на каменистую поверхность и заполняется жидкостью, чтобы соответствовать цвету подложки и визуально деформировать форму робота. Он движется со скоростью примерно 40 метров в час; если откачать из него цветную жидкость, то он его скорость может быть увеличена примерно до 67 метров в час. Будущие исследования будут сосредоточены на сглаживании движения, однако скорость менее важна, чем гибкость робота. Мягкие роботы полезны, поскольку они являются устойчивыми и могут маневрировать в очень ограниченном пространстве.
Во время этой демонстрации ученые использовали внешнюю систему управления и насос для подачи давления газов и жидкостей в робота. Это уменьшает размеры и вес робота, оставляя источники питания и насосы снаружи, однако отрицательно сказывается на радиусе действия системы. В будущем можно будет включить это оборудование в автономную систему. При скорости накачивания 2,25 миллилитров в минуту, на полное изменение цвета робота требуется 30 секунд. После заполнения цветовые слои не требуют отдельного источника для поддержания цвета.
Помимо своего потенциального тактического значения, мягкие роботы с микрофлюидными каналами могут найти медицинские применения. Устройство может имитировать движение жидкости в сосудах и сокращение мышц для реалистичного моделирования и обучения, а также может быть использовано в технологии протезирования.
Сергей Вэй