Бутылки из-под кетчупа вдохновляют на новый метод мягкого движения

У пластиковых бутылок для кетчупа есть клапан в крышке, который открывается, чтобы выпустить кетчуп, и иногда он «забрызгивается», если бутылку сжать слишком сильно. Голландские ученые скопировали этот механизм, чтобы создать привод, который можно было бы использовать в автономных мягких роботизированных устройствах.

Этот гаджет, разработанный командой Технологического университета Эйндховена, известен как «гистерезисный клапан». Он имитирует тенденцию клапанов бутылки с кетчупом быстро и многократно открываться и закрываться (каждый раз выпуская немного кетчупа), даже когда бутылку сжимают плавно и равномерно.

Такой ответ может показаться нежелательным – и это действительно так в бутылках из-под кетчупа. Однако в случае с роботом идея состоит в том, что если бы воздух нагнетался через такой клапан в мягкую пневматическую ногу или палец, распыляющее действие заставило бы придаток многократно расширяться и сжиматься, перемещаясь при этом вперед и назад.

Более того, движение будет инициироваться простым аналоговым механизмом, а не более сложной и энергоемкой электроникой. Возможно даже, что воздушный насос может запускаться при изменении окружающей среды робота, что устраняет необходимость во внешнем управлении.

Проще говоря, гистерезисный клапан состоит из плоского силиконового основания с вырезанными лазером прорезями. Створки, образованные щелями, остаются закрытыми до тех пор, пока давление воздуха за ними не достигнет определенного порога, после чего они открываются и выпускают воздух. Затем они снова закрываются, и цикл повторяется снова и снова.

Неожиданно было обнаружено, что когда два клапана подключены к одному насосу, они имеют тенденцию открываться и закрываться не синхронно друг с другом – другими словами, один клапан открыт, когда другой закрыт. Используя этот эффект, исследователи создали робота с мягким телом, который ходит, используя четыре поочередно ступающих ноги. Они также создали роботизированную руку, которая последовательно двигает своими пневматическими пальцами.

В докладе об исследовании, которое проводит доц. Профессор Бас Овервелде и доктор философии Люук ван Лааке опубликовали статью в журнале Matter. Четвероногого робота и роботизированную руку можно увидеть в действии на видео ниже.

Источник: Технологический университет Эйндховена.