Роботы насекомые: Роботы-насекомые

Роботы насекомые в Казани: 657-товаров: бесплатная доставка, скидка-52% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Казань

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Детские товары

Детские товары

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Электротехника

Электротехника

Дом и сад

Дом и сад

Мебель и интерьер

Мебель и интерьер

Вода, газ и тепло

Вода, газ и тепло

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Все категории

ВходИзбранное

Роботы насекомые

1 100

2420

Таракан игрушка на радиоуправлении Компания друзей со световыми эффектами, 3 канала, радиоуправляемое насекомое пульте управления, робот насекомое, движение вперед, демо режим, поворот направо, 7. 5 х 14 см

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

894

1193

Tongde Насекомое / Робот Жук на радиоуправлении 6663 Игрушка Пульте Управления, в коробке Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

893

1192

Tongde Насекомое / Робот Божья коровка Жук на радиоуправлении 9922 Игрушка Пульте Управления, 27MHz, в коробке

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 479

2850

Паук на радиоуправлении, игрушка, робот паук, пульте управления, радиоуправляемый, радиоуправляемое насекомое, инфракрасное управление, размер 37 х 8,5 3 см

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 220

3703

Робот Йеменский Хамелеон меняет цвета, ползает, ловит насекомых, 26 см Тип: Игрушечный робот,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

688

1245

Tongde Насекомое / Робот Пчела 9923 Жук на радиоуправлении Игрушка Пульте Управления, 27MHz, в коробке

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 100

2420

Паук на радиоуправлении ТМ «Компания друзей», «Черная вдова» со световыми эффектами, 3 канала, игрушка робот пульте управления, насекомое, движение вперед, поворот направо

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 299

2990

Паук на радиоуправлении, детская игрушка, робот пульте управления, радиоуправляемое насекомое с парогенератором

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

833

1168

Tongde Насекомое / Робот / Божья коровка / Жук на радиоуправлении 9922 / Игрушка на Пульте Управления, 27MHz, в коробке

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

7 923

16590

Паук на радиоуправление/Паук радиоуправляемый черная вдова/со световыми эффектами/паук игрушка/робот паук/паук на пульте управления/ радиоуправляемое насекомое/движение вперед/подарок на день рождения/мальчику/на новый год/23 февраля

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

784

1638

Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Гиганский таракан ИК управление, световые эффекты — Junfa Toys [1288]

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Интерактивное насекомое «Гигантский таракан» р/у, световые эффекты Junfa 1288 Производитель: Junfa

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Радиоуправляемый робот ZF Насекомое Белая Мокрица — ZF-9920B

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Радиоуправляемый робот Хамелеон ловитель насекомых — ZYB-B3497

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Pilotage / Радиоуправляемая детская игрушка робот насекомое в виде божье коровки / подарок для мальчика,девочки,малыша

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Радиоуправляемый робот ZF Насекомое Серая Мокрица — ZF-9920A

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

410

513

Инфракрасный Радиоуправляемый игрушечный животный, имитация насекомых, Электрический робот-жук, шалость на Хэллоуин, насекомые, детские игрушки

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Робот Йеменский Хамелеон меняет цвета, ползает, ловит насекомых, 26 см Тип: робот, Цвет: зеленый,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

1 300

2400

Таракан игрушка на радиоуправлении Компания друзей со световыми эффектами, 3 канала, радиоуправляемое насекомое на пульте управления, робот насекомое, движение вперед, демо режим, поворот направо, 7. 5 х 14 см

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Джамбо тойз/Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Гиганский таракан р/у , световые эффекты

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Джамбо тойз / Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Гиганский таракан ИК управление, световые эффекты, Джамбо тойз

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Детская игрушка Робот—насекомое на радиоуправлении, ПАУК, 3 канала, световые эффекты, режим презентации.

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Джамбо тойз / Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Муха ИК управление, световые эффекты, Джамбо тойз

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Гиганский таракан р/у , световые эффекты Тип: робот,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Джамбо тойз / Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Божья коровка ИК управление, световые эффекты, Джамбо тойз

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Радиоуправляемая пчела , пчела робот , пчела на пульте управлении , радиоуправляемое насекомое , игрушечное насекомое , пчела игрушка

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Джамбо тойз/Интерактивные насекомые и пресмыкающиеся. Божья коровка р/у, световые эффекты

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

2 страница из 18

Гибкий как уж и устойчивый как таракан: 7 роботов, имитирующих животных

Хотя роботы до сих пор не могут повторить за человеком многие движения, которые кажутся нам привычными и простыми, они уже умеют многое из того, что нам не под силу. Все потому, что для них не существует видовых ограничений. Создавая новую машину, инженер может позаимствовать необходимые качества и умения у совершенно разных живых организмов. Например, маневренность и малые габариты шмеля совместить с мощными крыльями цикады или наделить автоматизированного морского угря лапой-хваталкой. А понимание того, как животные передвигаются, помогает в разработке эффективных механизмов передвижения по разным поверхностям и ландшафтам. Редакция сверхновой собрала примеры роботов, создатели которых вдохновлялись разнообразной фауной нашей планеты.

Робот-таракан

Роботаракана RHex смело можно назвать дедушкой сегодняшних многогранных роботов Boston Dynamics: его спроектировали еще в 1999 году. Таракана в качестве модели ученые выбрали за его ноги: вне зависимости от того, куда приземляется насекомое, ему всегда удается сохранять баланс и продолжать движение. Стабильность — это ценное качество, которое позволяет сократить количество необходимых машинных вычислений. Современные роботы RHex по-прежнему перемещаются на шести лапках-педалях, помимо этого, они снабжены большим количеством датчиков и пригодны, например, для полевых исследований. А некоторые модификации могут карабкаться по скалам, стенам и другим вертикальным поверхностям благодаря микрошипам.

Роботическая морская змея

Робот Eelume, которого разработали в Kongsberg Gruppen, похож на морскую змею. Он быстрый и способен попасть в те места, куда сложно добраться человеку или другим видам машин. Повторяя движения животного, роботическая морская змея может транслировать изображения из труднодоступных мест. Eelume также не страшны сильные подводные течения и неблагоприятные погодные условия: технология достаточно маневренная и устойчивая.

Робот спроектирован таким образом, что, когда он сгибается в форме буквы U, можно одновременно задействовать оба его конца. Например, пока одна его «рука» цепляется за подводный модуль, другая в это время подсвечивает и снимает объект.

Марсианские роботы-шмели

В Nasa придумали несколько разных автоматических устройств для исследования Марса. Среди них есть дроны, которые обладают большими и мощными крылья, как у цикад, а по размеру — не больше шмеля. По замыслу инженеров, такие роботы должны будут проникать в зоны, куда не может забраться ровер, чтобы делать снимки планеты и собирать образцы почвы. Если один или пара искусственных шмелей не справятся, это не страшно, ведь над Марсом будет кружить целый рой. Вернувшись на модуль, роботы смогут подзарядиться и передать данные на Землю.

Робот-осьминог

Ученые из Гарвардского университета уверены, что будущее — за так называемыми «мягкими роботами», которые куда более подвижны и даже эластичны, в отличие от своих металлических коллег. Octobot — один из первых примеров подобной технологии. Оболочка мягкого робота состоит из силикона, внутри находится газ под давлением и жидкое топливо (перекись водорода), за счет химической реакции «щупальцы» надуваются и двигаются. Первый прототип робота-осьминога появился в 2016 году. Производственная схема состоит из трех операций: литографии, формовки и 3D-печати. По словам исследователей, процесс прост и позволяет за короткое время создать большое количество копий.

Роботы-насекомые

В 2020 году эксперименты с гибкими роботами продолжили исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего. С помощью их усовершенствованной технологии можно распечатать на 3D-принтере и собрать собственного бота всего за пару часов. Спроектированные инженерами структуры были вдохновлены экзоскелетами насекомых, которые совмещают в себе гибкие и твердые части. По схожему принципу, при изготовлении чередуются слои: поверх гибкого листа поликарбоната добавляется слой полимера. Паттерн печати формируется в зависимости от желаемых качеств и общей архитектуры устройства. Ученые назвали свое ноу-хау «флексоскелетами».

Робот-жук

Обычно роботы питаются от батареи или от сети. Но крошка RoBeetle работает на алкоголе. Если быть точнее, на метаноле — это спирт, который часто входит в состав растворителей и антифризов. Микро-робот весит около 88 мг и при этом может переносить объекты, которые в два с лишним раза превышают его собственную массу. Он также способен таскать за собой 95 мг дополнительного топлива, которого хватит на два часа беспрерывной работы. Если инженерам удастся придумать, как подзаряжать робота и как наладить связь с оператором, в перспективе RoBeetle может стать искусственным опылителем или ассистировать во время сложных хирургических операций.

Кибер-собака

Крупнейший производитель электроники Xiaomi недавно представил своего первого четвероногого робота — CyberDog. Внешне и по функциям новинка напоминает робота Spot компании Boston Dynamics. Только в Xiaomi решили сделать технологию доступной и дать простор для фантазии независимых разработчиков — у их кибер-собаки открытый код.

Робот наделен 11 высокочувствительными датчиками (среди них сенсоры давления, камеры, ультразвуковые датчики, GPS-модули), благодаря которым электронный пес может с легкостью ориентироваться в пространстве, обходить препятствия и даже делать кувырок назад. Кроме того, CyberDog способен идентифицировать лица, распознавать позы, жесты и улыбки, что позволяет ему реагировать на поведение хозяина подобно живой собаке. Робот также умеет следовать за пользователем и отвечать на голосовые команды. Им можно управлять с помощью пульта или мобильного приложения.

Роботы пока еще не настолько фантастичны и героичны, как их воображаемые товарищи из научной фантастики и популярных произведений массовой культуры, но, приятно осознавать, что они уже помогают людям справляться в кризисных ситуациях. Например, роботы становятся верными коллегами для спасателей, строителей и врачей. А гибридизация разных моделей и механизмов откроет еще больше возможностей. И кто знает, может быть, изменения коснутся не только технической стороны, но и культурной, и благодаря таким непохожим друг на друга роботам, общество станет чуточку больше ценить разнообразие во всех его воплощениях.

Из насекомых уже делают киборгов

В университете штата Иллинойс в городе Урбана (США) уже пятый год разрабатывается инновационный проект: ученые создают миниатюрных роботов, в «тела» которых вживляются настоящие, живые клетки мышц. Основа микромашин — специальный гель, напечатанный на 3D-принтере. Однако введенные туда клетки являются полноценным биологическим материалом. Таким образом, создание и разработка биороботов сегодня уже реальность. Для чего нужны подобные механизмы и как они создаются?

Научные работники университета Иллинойса говорят, что их детище, несмотря на его революционность, устроено и работает крайне простым образом. Внутрь гидрогелевого «каркаса» вводится биологический материал — живые мышечные клетки. Они сжимаются и разжимаются, вследствие чего биоробот передвигается в пространстве. Чтобы заставить мышечные волокна работать, достаточно легкого электрического разряда. Чем сильнее импульс, тем интенсивнее сокращаются клетки и тем более «работящей» становится микромашина. По словам научных сотрудников, технология обладает потенциалом, который позволит создавать биологические машины, не нуждающиеся в использовании традиционных силовых установок. В свою очередь это может повысить уровень технологии доставки лекарственных средств внутри больного, помочь в микрохирургии, операциях по вживлению имплантов и множестве других вещей.

Можно сказать, что уже сегодня существуют микроскопические биороботы, потенциально пригодные к медицинскому использованию. При этом данный проект можно поставить в один ряд с рядом аналогичных разработок, в ходе которых исследователи получали на выходе миниатюрных роботов-насекомых, причем иногда это были киборги на основе живых насекомых.

В 2012 году «Лаборатория интегрированных бионических микросистем» Университета Северной Каролины (США) продемонстрировала всему миру радиоуправляемого таракана. Для этой цели был разработан специальный чип, который крепится к спине таракана. В 2016 году торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники «Arduino», ориентированная на непрофессиональных пользователей, выпустила инструкцию, как сделать управляемого таракана на основе популярного контроллера. Стимулируя усы таракана током переменной частоты, его можно было убедить в том, что перед ним препятствие, а потому необходимо изменить траекторию движения.
Спустя некоторое время ученые из Наньянского технологического университета создали киберимпланты, с помощью которых можно было не только направлять движение жука-бронзовки, но также менять его скорость. Это получилось благодаря прямому подключению электродов к нервно-мышечным волокнам насекомого. Электроды влияют на степень сокращения соответствующих мышц. Надо сказать, что, несмотря на то, что ведутся исследования по созданию устройства, которое могло бы воссоздать все способности насекомых, ученые полагают, что на уже готовой, живой «базе» из жука гораздо проще создать идеального микроскопического робота.

Эти роботы соединят в себе технологические возможности и природные способности насекомых.

А сейчас ученые Медицинского института Говарда Хьюза совместно с исследователями лаборатории Draper Laboratory работают над созданием стрекозы-киборга, которая будет сочетать «миниатюрную навигацию, синтетическую биологию и нейротехнологии».

Инженеры лаборатории разрабатывают способ генетически модифицировать нервную систему насекомых с тем, чтобы они могли реагировать на импульсы света. Как только это удастся, можно будет с помощью оптогенетической стимуляции перевозить грузы, вести наружное наблюдение и даже помогать пчелам опылять растения. В отличие от предыдущих разработок, где для того, чтобы управлять мышцами насекомого и заставлять его делать что нужно, ученые использовали электроды, в данном случае исследователи используют совершенно особую технику. Инновационный гибкий материал состоит из крошечных оптических волокон, которые активируют с помощью световых импульсов специальные нейроны, управляющие полетом.

Исследователи считают, что интернейроны отдают «рулевые» команды вниз по нервно-мышечным связям, которые координируют движения мышц крыльев и поддерживают стабильный полет. Они будут действовать точечно, без непреднамеренной активации близлежащих нейронов и мышц благодаря оптогенетике. Такой подход позволит ученым активировать отдельные нейроны светом, чего нельзя было сделать с помощью электричества.

Кроме того, ученые «упаковали» всю электронику в небольшой «рюкзак», который изготовили с использованием солнечных панелей для сбора энергии, поэтому аккумуляторы уже будут не нужны. Исследователи контролируют полет стрекозы с помощью специальных «рулевых» нейронов.

Электронная система DragonflEye, устанавливаемая на живую стрекозу, позволяет управлять насекомым при помощи импульсов света, подаваемых через оптоволоконные световоды, называемые оптродами, к определенным нейронам нервной системы. Чтобы нейроны нервной системы стрекозы реагировали на воздействие, насекомое подвергли процедуре генной модификации. Сверхминиатюрная электроника системы управления потребляет весьма малое количество энергии, которую способны выработать даже крошечные солнечные батареи, установленные на верхней части электронного «рюкзака».

Стрекоза превращается в аналог беспилотника с дистанционным управлением. Такой подход позволяет использовать крошечных и не бросающихся в глаза насекомых-киборгов в качестве разведчиков, исследователей опасных для человека территорий и доставщиков полезных грузов. «Энергопотребление» такого киборга сводится к минимуму, так как у инженеров нет необходимости создавать и поддерживать работу сложной системы датчиков. Из недостатков использования живых насекомых отмечают ограниченный температурный режим функционирования киборгов и короткое время жизни.

С одной стороны, создание киборгов с помощью живых насекомых открывает огромные перспективы перед учеными, но, с другой, станет причиной возникновения очень непростой морально-этической дилеммы. Кто может поручиться, что научившись управлять поведением насекомых, какой-нибудь ученый не захочет управлять поведением человека? Наверное, никому из нас не хотелось бы оказаться в подобном положении. А киборгизация в отдаленном будущем может стать первым шагом в процессе превращения людей в послушных роботов.

Вопросов много. Скорее всего, понадобится создать определенную нормативно-правовую базу, регулирующую процесс киборгизации насекомых, который может принести как огромную пользу, так и огромный вред, если исследования попадут в недобрые руки.

Автор: Юлиана Погосова

Загрузка…

Новости СМИ2

Робот-трансформер Насекомые,цвет в ассорт,15,3*26,5*5 см

0.0470501005 c

А какой Soniс у тебя? Любимые герои со скидками Покупка

Трансформеры, бионика Коллекция

194 р

Заказать

Артикул

Дт7561

Организатор

Freedom 20. 6

Задать вопрос

Найти отзывы
Защита покупателя

Нашли дешевле?

Страна производитель :Китай

Задать вопрос

**Игрушка-сюрприз, в ассорт. , кор.101*10*10 см Z

11 заказов

В корзине Убрать

**Трансформер Мегароид , в ассорт., кор. Z

3 заказа

В корзине Убрать

*Фигурка-сюрприз Пикси в яйце Z

25 заказов

В корзине Убрать

Устройство для создания шаров для конструктора , кор.39,5*8*28,5 см

13 заказов

В корзине Убрать

–45%

484 р264 р

Планшет для рисования с 3D эффектом, кор. 36*26,7*3,9 см

5 заказов

В корзине Убрать

–22%

310 р243 р

ИграТуалет с фигурками , кор. 18,3*12,8*15,5 см

19 заказов

В корзине Убрать

***Пистолет на бат.,с дополненной реальностью,кор. 36*21*6 см

2 заказа

Бластер на бат, цвет в ассорт. 11,5*4,3*12 см

1 заказ

Бластер на бат,23*4*17,5 см

2 заказа

Пистолет-пулемет «Военный» на бат, 25 см V

1 заказ

*Машинка + фонарик (рисование светом), блистер 25*21см

1 заказ

Робот «Технодрайв» Траснсформируется в оружие,блист.15*22*3 см

1 заказ

Промо

Польские кожаные тапочки. Высокое качество, стиль и комфорт

Активна ещё 3 дняДоставка с 3 декабря

S Твои любимые герои! Большая яркая геройская детская

Активна ещё 1 деньДоставка с 10 ноября

Каприз — Шикарный домашний трикотаж для всей семьи. НОВИНКИ

Активна ещё 4 дняДоставка с 11 декабря

«KIOSHI» — высокое качество подгузников по доступной цене

Отправка до 7 дней

ZARA У нас цены ниже, чем на Российском сайте

Активна ещё 3 дняДоставка с 3 ноября

Что такое 100sp —

совместные покупки

Как работает сайт

Как сделать

заказ

Для новичков

Как оплатить

заказ

Способы оплаты

Как получить

заказ

Способы доставки

Купить детские товары Купить детские игрушки во Владивостоке Роботы, войны, пираты

Жук Машиностроение Творчество Творчество, Инновационные роботы-насекомые, животные, инновации, насекомые png

Жук Машиностроение Творчество Творчество, Инновационные роботы-насекомые, животные, инновации, насекомые png

теги

• животные,
• инновации,
• насекомые,
• роботы,
• робот Рука,
• животное,
• робот Лицо,
• механическая,
• одностраничная,
• мембрана Крылатое насекомое,
• аксессуары для мотоциклов,
• техническая иллюстрация,
• страница,
• робот,
• одиночная,
• робототехника,
• машина,
• антенна,
• искусство,
• креатив,
• информация,
• насекомое,
• крыло насекомого,
• беспозвоночное,
• жук-лонгхорн,
• крыло,
• жук,
• машиностроение,
• творчество,
• новаторский,
• роботизированный,
• png,
• прозрачный,
• бесплатная загрузка

Об этом PNG

Размер изображения

2288x1772px

Размер файла

1. 57MB

MIME тип

Image/png

Скачать PNG ( 1.57MB )

изменить размер PNG

ширина(px)

высота(px)

Лицензия

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

• Пчелиное насекомое, роботизированные насекомые-стрекозы, симметрия, насекомые, рука робота png
  740x705px
  350.32KB

• анимированная иллюстрация руки робота, рука робота, протеза киборга, рука механика, рука, мультфильм Оружие, люди png
  564x760px
  407.98KB

• рука робота с коричневой бабочкой на верхнем графике, альбом Single La Passion (DJ Happy Vibes RMX) De Lancaster, бабочка, рука робота, рука, инновации, инжиниринг png
  1000x663px
  284. 78KB

• Долгоносик Жук Долгоносик, Жуки, животные, фотография, фауна png
  1024x683px
  229.85KB

• Насекомое Робототехника, Креативные роботизированные насекомые, животные, креативная графика, роботы png
  1660x1772px
  1.25MB

• Bee Hornet Insect Robotic Pet Оса, Робототехника, насекомые, животное, материал png
  1920x1018px
  517.4KB

• иллюстрация кита, Геометрия Рисование Эскизные истории: альбом для эскизов Искусство Керби Розанес Геометрическая форма, кит, Акварельная живопись, роспись, рука png
  700x700px
  238.67KB

• черная бабочка, бабочка Смертельная голова hawkmoth Геометрия, ручная роспись Творческое насекомое, акварельная живопись, животные, монохромный png
  4276x4388px
  838. 89KB

• Spider Robotics Drawing Robot набор, паук, монохромный, насекомые, паукообразный png
  900x784px
  294.98KB

• Scorpion Creativity, Скорпион-робот, насекомые, насекомые, рука робота, роботы png
  740x889px
  399.95KB

• пчела, иллюстрация шаржа медоносной пчелы, милая пчела, нарисованный, еда, рука png
  635x800px
  314.58KB

• Мультяшный таракан, жук навоз, окрашенный, еда, животные png
  638x751px
  280.81KB

• Bee Insect Art Illustration, Механические крылья насекомых-стрекоз, оранжевый, крылья, насекомые png
  740x740px
  424.29KB

• org/ImageObject»>

  Жук евклидов, ручная роспись жуков, Акварельная живопись, роспись, животные png
  500x692px
  243.31KB

• Иллюстрация таракана шаржа, таракан, окрашенные, животные, рука png
  748x1000px
  320.28KB

• Азиатский длинный рогатый жук Longhorn Beetle Computer Icons, Жук, животные, монохромный, силуэт png
  980x786px
  53.16KB

• Европейский богомол Line art Черно-белый рисунок, насекомое, животные, монохромный, живопись png
  1958x2400px
  132.91KB

• Pokxe9mon Красный и Синий Pokxe9mon GO Pokxe9mon Бриллиант и жемчуг Бидрил, насекомое, медоносная пчела, нарисованная, животные png
  1007x1024px
  548.66KB

• org/ImageObject»>

  Жук Светлячок, Прекрасный светлячок, любовь, животные, рука png
  1654x1654px
  217.14KB

• Жук Антенна Беспозвоночные Крыло насекомого Кузнечик, Жук, животные, монохромный, животное png
  2500x1371px
  99.41KB

• Насекомое бабочка мультфильм рисунок, насекомое, животные, насекомые, карикатура png
  1248x1056px
  230.09KB

• Иллюстрация насекомых, ручная роспись насекомых, Акварельная живопись, животные, рука png
  2282x1984px
  656.22KB

• Бабочка Насекомое Творчество Антенна, Механический Жук, животные, логотип, насекомые png
  1705x1772px
  1.26MB

• Жук Евклидовый компьютерный файл, ручная роспись насекомых, Акварельная живопись, животные, рука png
  1636x2146px
  203. 39KB

• Раки-отшельники Раскраска, краб, ребенок, лицо, животные png
  800x482px
  83.49KB

• Насекомое Москитная милашка Мультяшный, насекомое, нарисованный, животные, лист png
  1000x943px
  336.01KB

• Южная Корея Де Янг Картина маслом Гиперреализм, Насекомое, животные, природные, насекомые png
  640x640px
  172.93KB

• Жук Евклидова божья коровка Иллюстрация, насекомое, щетка Footed Butterfly, животные, фотография png
  731x592px
  215.14KB

• Рисунок насекомых, насекомых, животные, насекомые, карикатура png
  500x500px
  57.26KB

• org/ImageObject»>

  Жук Бабочка Паук, насекомое, роспись, животные, рука png
  939x1024px
  491.52KB

• Рисунок Черно-белый Жук, Жук, угол, белый, животные png
  1000x1000px
  32.21KB

• Живопись Иллюстрация, Пчела иллюстрация, медоносная пчела, синий, лента png
  1020x1016px
  684.77KB

• Насекомое мультфильм рисунок, насекомое, нарисованные, животные, рука png
  1024x937px
  647.64KB

• Дом для Рака-Отшельника Раскраска, Рака-Отшельника, ребенок, лицо, презентация png
  900x542px
  95.94KB

• Плакат с насекомыми евклидов, жуки, Акварельная живопись, ребенок, нарисованный png
  1722x1696px
  112. 11KB

• Москитное насекомое Раскраска Бабочка, Москитная, ребенок, окрашенный, лист png
  634x565px
  188.13KB

• Иллюстрация насекомых, мультфильм пчела, мультипликационный персонаж, медоносная пчела, ребенок png
  900x898px
  276.37KB

• Книжка-раскраска The Grouchy Божья коровка Божья коровка Младенец, насекомое, еда, животные, рюкзак png
  1000x1000px
  97.25KB

• Божья коровка Жук Насекомое Силуэт, насекомое, животные, мультфильм, животное png
  640x640px
  11.55KB

• Колледж Искусств Мэрилендского Института Искусств Behance Illustration, Creative Woman, Деловая женщина, нарисованная, рука png
  564x780px
  393. 32KB

• Раскраска для взрослых Сова Иллюстрация, раскрашенный тотем, Акварельная живопись, животные, лист png
  1630x826px
  486.27KB

• Дом для Рака-Отшельника Раскраска, Рака-Отшельника, ребенок, лицо, презентация png
  1000x602px
  139.64KB

• Бесплатный контент Рисунок, Бабочка, насекомое, ребенок, нарисованный, еда png
  1045x1200px
  1.43MB

• Light Drawing Firefly Illustration, Раскрашенная вручную креативная лампа светлячка, Акварельная живопись, живопись, животные png
  1000x1000px
  197.75KB

• Дом для Рака-Отшельника Раскраска, краб, ребенок, лицо, животные png
  2400x1446px
  256. 2KB

• Мультфильм насекомое, насекомое, комиксы, еда, нарисованные png
  640x474px
  237.58KB

• Раскраска Beetle Ant Drawing, мультяшные линии, белый, ребенок, лицо png
  2555x2089px
  379.92KB

• Раки-отшельники Раскраска Рисунок, Раки-отшельники, ребенок, лицо, рука png
  800x482px
  71.25KB

• Птица Сова Иллюстрация, животные, фотография, рука png
  434x588px
  98.7KB

• Насекомое бабочка пчела мультфильм, насекомое, медоносная пчела, животные, насекомые png
  1300x1365px
  958.5KB

Создан робот-насекомое, способный самостоятельно передвигаться и преодолевать препятствия

Создан робот-насекомое, способный самостоятельно передвигаться и преодолевать препятствия — Газета. Ru

Тренер Юран назвал «Химки» единственным явным аутсайдером в РПЛ
22:43

Саудовская Аравия и Россия планируют «резкое» сокращение добычи нефти
22:40

Самолет ВКС России уклонился от столкновения с беспилотниками США в Сирии
22:38

В кабинете Рамзана Кадырова увидели боксерскую грушу Louis Vuitton
22:28

Депутат Госдумы попросил ФСБ проверить РФС из-за позиции по клубам из Крыма
22:27

Всемирный банк предупредил Европу о нехватке энергоносителей зимой
22:25

Microsoft добавит встроенный VPN-сервис в свой браузер Edge
22:21

WSJ: ЕС может утвердить потолок цен на нефть из России в два этапа
22:17

В Белом доме подтвердили, что Байден намерен переизбираться в 2024 году
22:02

В США заявили, что ждут «серьезного предложения» от России по обмену…
21:53

18 января 2010, 12:15
Наука

Создан робот-насекомое, способный самостоятельно передвигаться и реагировать на раздражители. С помощью сигнала от внешних сенсоров он может преобразовывать хаотическое движение в периодическое, выбирая оптимальный тип «колебаний».

Даже весьма простые насекомые могут передвигаться по самым разным сложным траекториям, используя шесть своих лапок. Манера ходьбы насекомых меняется в зависимости от того, какие задачи стоят перед двигательным аппаратом: нужно ли двигаться в горку или под горку, медленно или быстро. Достаточно примитивные системы жизнеобеспечения насекомых в таких случаях принимают безошибочные решения.

close

100%

Смоделировать эти системы и «научить» искусственный механизм рефлексам насекомого — бесспорно, интригующая и интересная задача. Она была успешно решена учеными из Геттингена. Их работу публикует Nature Physics.

«Насекоморобот» может в зависимости от ситуации самостоятельно переключать манеру ходьбы и находить оптимальный вариант.

Модель действительно близка к настоящим насекомым, в том числе своей простотой, в которой ученые и видят залог успеха. Небольшая и довольно примитивная система соединений способна генерировать разнообразие двигательных траекторий, достаточное для преодоления препятствий, используя механизм так называемого «контроля хаоса».

В организме людей и животных периодически повторяющиеся движения – например, хождение или дыхание – контролируются небольшими нервными (рефлекторными) дугами, специально ответственными за генерирование «маршрута». За каждый тип движения отвечает своя дуга. По этому же принципу организованы все движущиеся роботы. Они получают информацию об окружающей среде с нескольких сенсорных датчиков: могут «видеть» препятствие перед собой или склон под «ногами». Анализируя эту информацию, они принимают решение о включении той или иной «рефлекторной дуги».

Роботы овладеют стилем змеи

Ученые выяснили, что змеи ползают за счет неравномерности силы трения между телом и земной поверхностью, а…

10 июня 14:59

Однако геттингенский «насекоморобот» не таков. Он способен генерировать совершенно разные движения с помощью всего одной «рефлекторной дуги», она же и переключает между собой движения разного типа. Этот механизм представляет собой очень маленькую цепочку из двух кольцевых элементов. Когда внешний сигнал не подается на этот механизм, он генерирует хаотическую активность «конечностей» робота. Однако этот хаос легко контролируется информацией с сенсоров. Хаотическое движение преобразуется в периодическое, оно и задает маршрут движения. В зависимости от типа сигнала генерируются разные маршруты и типы движения.

Связь между определенным сигналом из внешнего мира и типом движения, задаваемым нервной дугой, может быть как запрограммированной заранее, так и «изученной» в процессе «познания мира».

Мышцы суперкиборга

Создан материал для искусственных мускулов, способных одинаково хорошо работать в жидком азоте и расплавленном…

20 марта 12:56

Так, например, с помощью сенсоров робот опознает появление под «ногами» склона и начинает на него взбираться, используя минимальное количество энергии. Достигая вершины холма, сенсор показывает, что потребление энергии стало слишком большим, и «нервная дуга» меняет тип движения. После того как правильная манера ходьбы хотя бы один раз была связана с теми или иными показаниями датчиков, робот включает ее автоматически при попадании в сходные условия. Во второй раз взобраться на холм уже значительно легче – нет необходимости искать методом проб и ошибок оптимальный тип движения.

Робот может двигаться по самым разным схемам. Он может избегать угрозы сзади, выбираться из «ям», а также избегать шумного врага.

В будущем у робота появится «память», чтобы он смог передвигаться по знакомым ландшафтам даже тогда, когда сенсоры откажут. Это также позволит ему комбинировать информацию о нескольких раздражителях в окружающей среде, существующих одновременно.

Работа носит междисциплинарный характер: в ней приняли участие специалисты по компьютерной неврологии и физики-теоретики.

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Картина дня

Военная операция РФ на Украине. День 223-й

Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 223-й день

08:22

Всемирный банк опубликовал прогноз экономики России, Украины и ЕС на три года

Всемирный банк спрогнозировал снижение ВВП России на 4,5% к концу 2022 года

22:22

Владимир Зеленский признал «ничтожными» российские указы о присоединении четырех регионов

Президент Украины Зеленский подписал указ о непризнании вхождения новых регионов в состав РФ

20:32

В США заявили, что ждут «серьезного предложения» от России по обмену заключенными

21:53

СК РФ потребовал арестовать бывшего редактора Первого канала Овсянникову

19:40

Жилец рассказал, что к дому в Москве, в котором не могут сменить управляющую компанию, стянута полиция

20:18

Экс-депутата Максима Каца внесли в базу сайта «Миротворец»

19:03

Новости и материалы

Тренер Юран назвал «Химки» единственным явным аутсайдером в РПЛ

22:43

Саудовская Аравия и Россия планируют «резкое» сокращение добычи нефти

22:40

Самолет ВКС России уклонился от столкновения с беспилотниками США в Сирии

22:38

В кабинете Рамзана Кадырова увидели боксерскую грушу Louis Vuitton

22:28

Депутат Госдумы попросил ФСБ проверить РФС из-за позиции по клубам из Крыма

22:27

Всемирный банк предупредил Европу о нехватке энергоносителей зимой

22:25

Microsoft добавит встроенный VPN-сервис в свой браузер Edge

22:21

WSJ: ЕС может утвердить потолок цен на нефть из России в два этапа

22:17

В Белом доме подтвердили, что Байден намерен переизбираться в 2024 году

22:02

Власти Омской области заявили о нехватке средств для выплат мобилизованным

21:53

Снимки телескопа James Webb улучшили, добавив рентгеновское «зрение»

21:52

Додон заподозрил президента Молдавии Санду в предательстве

21:49

OFAC: США не станут наказывать покупателей нефти из России за превышение потолка цен

21:48

«Бавария» разгромила «Викторию» в матче третьего тура Лиги чемпионов

21:46

Названы самые мощные смартфоны и планшеты Apple

21:43

Житель Ивановской области убил годовалого сына своей сожительницы

21:42

Белый дом не увидел оснований корректировать расстановку ядерных сил из-за РФ

21:42

Актер из «Ходячих мертвецов» Норман Ридус сыграет в фильме Джеффа Николса «The Bikeriders»

21:39

Все новости

СК проверяет, могли ли убить Бориса Моисеева. Прах певца уже захоронили

Mash: следователи ищут признаки насильственной смерти Бориса Моисеева

20:04

«Три раза за пять минут бахнуло на весь город». Что за «взрывы» услышали в Калуге, Туле и Рязани

Калужский губернатор Шапша объяснил хлопки 4 октября пролетом сверхзвуковых самолетов

18:54

«Разовая акция»: задаст ли Макрон моду на водолазки

Стилист Демченко оценила появление Макрона в водолазке ради экономии электроэнергии

20:00

«Были холопами, стали рабами». Пугачева не стала церемониться с хейтерами

Певица Алла Пугачева резко ответила на критику ее отъезда из России

16:05

Готика, эротика и постковид: каким получился сериал «Интервью с вампиром»

Рецензия на сериал «Интервью с вампиром» со звездой «Игры престолов» Джейкобом Андерсоном

19:47

«Право на полное прекращение поставок». «Газпром» пригрозил Молдавии

«Газпром» пригрозил прекратить поставки Молдавии из-за проблем с оплатой

18:15

«Женщина, жизнь, свобода». На протестах в Иране погибли более 100 человек

Референдум под защитой. Как новейшие РЛС охраняли голосование в Донбассе

Источник РИА «Новости» рассказал о работе новейших РЛС во время референдума в ДНР

17:34

«Ах, Беларусь бы не вступила в войну». Как Минск участвует в спецоперации на Украине

Лукашенко заявил, что Белоруссия участвует в СВО на Украине, но не направляет туда военных

17:15

Распутать квантовую запутанность: за что дали «Нобеля» по физике

Эксперты по квантовым технологиям объяснили, за что присуждена Нобелевская премия по физике

15:48

Киев официально отказался от переговоров с Путиным. Зеленский подписал указ

Песков: в Кремле готовы к переговорам со следующим президентом Украины

15:16

«В Вооруженные силы прибыли свыше 200 тысяч человек». Шойгу — о ходе мобилизации

Глава Минобороны Шойгу: в ВС РФ в рамках частичной мобилизации прибыли 200 тыс. человек

14:52

«Поезд секретной ядерной дивизии направляется на Украину». К чему готовится НАТО

The Times: в НАТО утверждают, что Россия может провести ядерные испытания в Черном море

13:45

Юлия Меламед

И желает вам приятного полета

О последней волне отъезда из РФ

09:57

Георгий Бовт

Невыученный урок истории

О том, как октябрьские события 1993 года «замели под ковер»

03. 10.2022, 10:24

Мария Дегтерева

Паникеры паникуют

О том, как спастись от истерики в соцсетях

02.10.2022, 08:21

Дмитрий Воденников

Кошенька, это очень важно

О двух таких разных судьбах

01.10.2022, 08:21

Дмитрий Самойлов

Шум времени

О роли искусства в борьбе со стрессом

30.09.2022, 08:02

—>

Читайте также

Найдена ошибка?

Закрыть

Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.

Продолжить чтение

Руководство для преподавателей: Создание робота-насекомого

Перейти к студенческому проекту

Примечания к занятиям

• См. советы по удаленному обучению в разделе «Управление».

Обзор

Этот проект поможет учащимся понять инженерный процесс, позволив им спроектировать робота-насекомого для внеземной среды. Учащиеся разработают своего робота-насекомого, отвечающего требованиям данной среды; адаптировать свои проекты к изменениям или новой информации об окружающей среде; и сравните процесс с тем, который инженеры НАСА используют для разработки роботов для других планет, таких как Марс.

Материалы

Бумага

Ручки/карандаши или маркеры

(дополнительно) Рабочий лист для роботов-насекомых – загрузите PDF-файл вместе. Вы также можете предоставить каждой группе различную среду для создания своих проектов.

Советы по удаленному обучению

• Предоставьте учащимся сведения об окружающей среде и попросите их спроектировать своих роботов в качестве самостоятельной деятельности. (См. руководство для учащихся.) Затем попросите учащихся поделиться своими проектами для обсуждения с классом позднее.

Предыстория

У насекомых вокруг нас есть части или структуры, выполняющие уникальные функции. Например, у насекомых сложные глаза, которые помогают им видеть, обеспечивают более широкое поле зрения, чем человеческий глаз, и позволяют им отслеживать быстрые движения.

Точно так же роботы состоят из структур и частей, каждая из которых выполняет определенную функцию. Как и насекомые, роботы, созданные для исследования других планет, нуждаются в движении, поэтому у них часто есть колеса, которые позволяют им перемещаться с места на место. У марсоходов NASA Perseverance и Curiosity есть инструменты, или «инструменты», которые позволяют им трогать и анализировать почву вокруг них, подобно тому, как насекомое может чувствовать и пробовать почву и камни в окружающей среде. Камеры часто используются для обеспечения видимости роботов и их операторов-людей, которые могут находиться далеко — даже на другой планете. Насекомые используют свои усики, чтобы ощущать окружающий мир через осязание и обоняние, а иногда и через слух и шум. Точно так же роботизированные космические корабли используют антенну для передачи информации о том, что их окружает (хотя антенны космических кораблей выглядят и работают немного по-другому).

Есть много общего между насекомыми и робототехникой. На самом деле, инженеры НАСА часто черпают вдохновение в насекомых и природе при создании роботов, которые отправляются в экстремальные места.

Узнайте, как гекконы вдохновили НАСА на создание новой технологии, благодаря которой объекты прилипают друг к другу в космосе. Потенциальные будущие приложения могут заключаться в захвате спутников для их обслуживания или в сборе космического мусора, чтобы попытаться убрать его с дороги. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech | Смотреть на YouTube

Процедуры

1. Спросите учащихся о насекомых: Что такое насекомое? О каких насекомых вы знаете или видели раньше? Какие виды структур они имеют, и почему, по вашему мнению, это?
2. Обсудите основные строения насекомых и/или раздайте страницу «Структура насекомых» из рабочего листа учащихся. Тело насекомых состоит из трех основных частей:
   • Голова с глазами, ртом и усиками
   • Грудь с ногами и/или крыльями
   • Брюшко с органами

   Узнайте о других структурах насекомых на рисунке ниже.

   Структура насекомых

3. Скажите учащимся, что они будут рисовать чертеж своего собственного робота-насекомого, которое, как и настоящее насекомое, должно обладать особыми характеристиками, чтобы жить в определенной среде. Он может быть большим или маленьким и иметь любую характеристику, которая, по их мнению, будет работать. Может быть, у него есть крылья или колеса, или глаза, которые могут видеть, насколько что-то горячее или холодное. Поощряйте учащихся к творчеству при создании роботов-насекомых (например, лазерные глаза, 10 наборов крыльев, колеса вместо ног). Структуры не должны быть ограничены тем, что происходит в природе. В таблице ниже приведены некоторые примеры роботов НАСА, вдохновленных природой:

   ЛЕМУР

   Может взбираться по каменным стенам, цепляясь сотнями крошечных рыболовных крючков в каждом из 16 пальцев. Использует искусственный интеллект (ИИ), чтобы обойти препятствия.
   › Подробнее

   SpiderBot

   Микроробот, предназначенный для картографирования местности на других планетах и ​​исследования более мелких тел, таких как кометы, астероиды или Луна.
   › Читать далее

   A-PUFFER

   Складные роботы, которые могут исследовать районы Луны и получать информацию о местах, которые астронавтам может быть трудно исследовать пешком, например, труднодоступных кратерах и узких пещерах.
   › Читать далее

   ВОРОБЕЙ

   Передвигается на пару и прыгает по ледяной местности, такой как на спутнике Юпитера Европе и спутнике Сатурна Энцеладе.
   › Читать дальше

   Geckobot

   Система захвата, вдохновленная крошечными волосками на лапах геккона, позволяет этому роботу цепляться за вертикальные стены и другие поверхности.
   › Подробнее

   BRUIE

   Этот робот, предназначенный для подводных исследований внеземных ледяных вод, использует свои два колеса, чтобы катиться по нижней стороне льдин, покрывающих водоемы.
   › Подробнее

   RoboSimian

   Обезьяноподобный робот, способный реагировать на сценарии стихийных бедствий, слишком опасные для человека.
   › Подробнее

   Рои

   Эта группа роботов вдохновлена ​​тем, как муравьи работают вместе, чтобы обмениваться информацией.
   › Подробнее

4. Раздайте учащимся или направьте их на страницу «Окружающая среда моего робота-насекомого» в рабочем листе для учащихся и/или сообщите учащимся, что они будут проектировать своего робота-насекомого так, чтобы он попадал в солнечную, холодную и каменистую среду с огромные открытые пространства. Будут холмы и долины для навигации. Роботу, возможно, придется путешествовать на большие расстояния. Окружающая среда может быть очень пыльной и ветреной. Объясните, что проекты учащихся должны включать функции, позволяющие роботам исследовать эту уникальную среду, а также конструкции, позволяющие им разбивать камни.
5. Дайте учащимся 25 минут (или ограниченное количество времени), чтобы нарисовать рисунок своего робота-насекомого на листе бумаги или в рабочей тетради. Скажите им, что во время действия окружающая среда в месте назначения их робота может начать меняться, или они могут узнать дополнительную информацию, поэтому им нужно будет адаптировать дизайн своего робота-насекомого по мере его рисования!
   • Через 5 минут в скажите учащимся: «Теперь мы узнали, что в окружающей среде много пыли и грязи и идет пыльная буря! Убедитесь, что ваше роботизированное насекомое способно противостоять сильному ветру». Помните, что пыльная буря может блокировать солнечный свет, что может повлиять на мощность, вырабатываемую роботизированным насекомым, работающим на солнечной энергии.
   • Через 10 минут в скажите ученикам: «Теперь вашему насекомому-роботу нужно преодолевать большие расстояния, чтобы исследовать скалу, холм или долину, которые вы видите на горизонте».
   • Через 15 минут в попросите учеников начать заворачивать свои рисунки. Закончить занятие через 20-25 минут.
6. Попросите учащихся дать имя своему роботизированному насекомому и заполнить оставшуюся часть рабочего листа. Попросите их описать свое роботизированное насекомое и почему они выбрали именно те функции, которые выбрали. Предложите учащимся сравнить свои рисунки с рисунками сверстников. Какие конкретные функции они хотели, чтобы их роботизированное насекомое имело? Как их дизайн отвечает уникальным вызовам окружающей среды?

Обсуждение

На этом коллаже изображений Марса, сделанных космическим кораблем НАСА (против часовой стрелки сверху): Часть панорамного изображения, сделанного марсоходом Curiosity на Марсе. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/MSSS › Полное изображение и подпись; Снимок, сделанный в 1979 году спускаемым аппаратом «Викинг-2», показывает тонкий иней, окружающий спускаемый аппарат на Марсе. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech › Полное изображение и подпись; На этом снимке с орбитального аппарата Mars Reconnaissance был запечатлен пылевой вихрь высотой 19 миль, кружащийся над равнинами Марса. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/UA › Полное изображение и подпись | + Развернуть изображение

Повреждение левого среднего и левого заднего колес Curiosity видно на этом снимке, сделанном марсоходом на Марсе в 2016 году с помощью камеры на конце роботизированной руки. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/MSSS | + Увеличить изображение

Вместо 24 протекторов Curiosity с шевронным рисунком на Perseverance 48 плавно изогнутых гусениц. Обширные испытания показывают, что новые протекторы Perseverance лучше противостоят давлению острых камней и так же хорошо или даже лучше, чем у Curiosity, при движении по песку. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech | + Развернуть изображение

• Пока учащиеся объясняют свои проекты, спроецируйте изображения марсианского ландшафта. Скажите учащимся, что это среда, для которой они предназначены, но пока не упоминайте, что это Марс.
• Объясните, что описываемая среда была марсианским ландшафтом. Почему их роботы-насекомые преуспеют на Марсе? Что им нужно из того, что есть на Земле, но нет на Марсе? Могут ли они что-нибудь сделать, чтобы помочь своим роботам-насекомым преуспеть на Марсе? Что бы они изменили?
• Марсоход НАСА Curiosity отправился на Красную планету с уникальным рисунком колес, разработанным для увеличения сцепления марсохода. После того, как марсоход проехал некоторое время вокруг Марса, инженеры НАСА узнали, что острые камни повреждают гусеницы колес. Так что следующий марсоход, Perseverance, имеет другие колеса, разработанные для того, чтобы лучше противостоять марсианской местности. Какие другие средства передвижения могут помочь нам пересечь Марс, не повредив наш автоматический космический корабль?
• Opportunity был марсоходом на солнечной энергии, который исследовал Марс почти 15 лет, пока пыльная буря не положила конец миссии. Как пыльная буря повлияет на робота на солнечной энергии на Марсе?

Оценка

• Учащиеся должны уметь описать, как функция, включенная в их дизайн, должна функционировать.
• Учащиеся должны быть в состоянии объяснить, как они изменили свой дизайн, когда им представили новую информацию.

Расширения

• Изменение среды на другую планету или другое место. Это может быть среда, требующая лазания, подъема тяжелых предметов и/или избегания таких опасностей, как пожар или упавшие обломки. Сравните проекты студентов с RoboSimian, обезьяноподобным роботом, разработанным Лабораторией реактивного движения НАСА.
• Предложите учащимся написать в своих научных журналах, как их опыт проектирования роботизированного насекомого сравнивается с проектированием космического корабля.

Узнать больше

• Веб-сайт: NASA Mars Exploration
• Факты и цифры: NASA Исследование Солнечной системы
• Для детей: NASA Space Place

Роботы, вдохновленные насекомыми, которые могут прыгать, летать и карабкаться02

уже почти здесь

02

Си-Эн-Эн
—

Представьте себе робота.

Вы представляли себе гигантскую машину по сборке автомобилей, Data из «Звездного пути», C-3PO из «Звездных войн» или «Терминатора»? Большинство из нас, вероятно, подумали бы о чем-то массивном — или, по крайней мере, размером с человека.

Но целая отрасль робототехники сосредоточена на ботах размером с жука (и меньше).

Не только размер крошечных насекомых вдохновляет робототехников; это также множество сложных задач и физических подвигов, которые составляют повседневную жизнь многих блох, мух и других шестиногих существ.

Дизайн орнитоптера.

Чин и др., Sci. Робот. 5/Эврика

Познакомьтесь с летающим роботом, который может планировать, переворачиваться и парить

Вопрос не только в том, насколько большой и мощной мы можем сделать машину, но и в том, насколько маленькой и сообразительной. На что были бы способны люди, если бы мы могли командовать крошечной армией простых машин? Как мы могли бы использовать роботов, которые могли бы летать, скользить по воде, прыгать на потолок и даже роиться?

Именно такие вопросы робототехники, такие как Зейнеп Темель, доцент кафедры робототехники в Университете Карнеги-Меллона в Питтсбурге, задают — и отвечают — в своей лаборатории.

По словам Темеля, крошечные роботы будут полезны в медицинских целях — для адресной доставки лекарств или простых операций без разрезов. Миниатюрные роботы также могут спасать жизни в опасных местах, таких как минные поля, или во время поисково-спасательных работ: «Если у вас есть маленькие роботы-жуки, — сказала она, — можно проводить «более эффективные и безопасные спасательные операции» после схода лавины или землетрясения. там, где людям или даже более крупным роботам опасно ступать.

Маленькие роботы, которые могут работать вместе, как это делают муравьи или пчелы, также были бы идеальными для исследования других планет, таких как Марс, опять же удерживая людей от рискованных, неизведанных ситуаций:

«Я надеюсь, что мои исследования будут использованы для создания самособирающихся модульных роботов, которые будут использоваться астронавтами в неизвестных условиях, чтобы протянуть руку помощи», — сказал Джейми Пайк, основатель и директор Лаборатории реконфигурируемой робототехники в Швейцарском федеральном институте. технологии.

Здесь показан концепт многофункционального модульного робота-оригами Мори, разработанного Лабораторией реконфигурируемой робототехники.

Предоставлено Лабораторией реконфигурируемой робототехники

Это лишь некоторые из важных приложений, для которых могут использоваться роботы, созданные на основе биологии, и именно поэтому робототехники в крупнейших лабораториях робототехники по всему миру посвящают себя изучению класса Insecta.

Муравьи являются любимым источником вдохновения: они способны поднимать громоздкие и тяжелые грузы и быстро перемещаться по песчаным пустыням и лесам. Эти насекомые также работают вместе, чтобы создавать мосты и преодолевать препятствия.

Муравьи-ловушки послужили моделью для команды, которая разработала робота размером с ладонь с батарейным питанием, который может «адаптироваться к окружающей среде и может сотрудничать», — сказал Пайк, член команды.

В естественном мире муравьи-ловушки делают все, что делают муравьи, и они также могут щелкать своими мощными челюстями с невероятной скоростью 90 миль в час, чтобы отпрыгнуть от хищников. Пайк и ее команда использовали одну и ту же механику, чтобы дать роботам различные движения, в том числе «вертикальные прыжки для высоты, горизонтальные прыжки для расстояния, прыжки сальто для преодоления препятствий, ходьба по текстурированной местности и ползание по плоским поверхностям». реферат статьи.

Как и муравьи, на которых они основаны, каждая единица полностью автономна, но они могут общаться и, таким образом, работать вместе через простой передатчик.

Еще одно преимущество крошечных, довольно простых автономных роботов? Они дешевы по сравнению с большим роботом. «Мы можем выбросить несколько из них, и если мы потеряем или сломаем некоторые из них, они все равно смогут выполнять заданную задачу», — сказал Пайк.

Почему насекомые являются таким полезным источником вдохновения для робототехников? По словам Пайка, они дают ученым отправную точку, которая доказывает, что это возможно, например, прыгать в 100 раз больше своего роста, как блоха, карабкаться по вертикальным препятствиям (или даже вверх ногами) или упаковывать полноразмерные крылья под небольшой твердый панцирь, как божья коровка. «Это оптимизированные конструкции природы», — сказала она.

Темель поддержала точку зрения Пайка: хотя она сказала, что до сих пор немного боится насекомых (живых), тем не менее, она восхищается тем, как хорошо они решают так много сложных проблем.

Пеппер разговаривает с обитателем дома престарелых.

Бедфордширский университет

Говорящих роботов можно использовать для борьбы с одиночеством и улучшения психического здоровья в домах престарелых

«Они плавают, быстро летают и умеют балансировать, чтобы сесть на насест, они ходят и прыгают по поверхности воды, а также могут прыгать на листья, которые похожи на крошечные неустойчивые платформы», — сказал Темел.

«Все эти движения и движения, которые мы все еще пытаемся сделать в крупномасштабной робототехнике, и (насекомые) делают все это — и они упаковывают все это в такое маленькое пространство».

Одна из самых больших проблем для роботов всех размеров — оставаться в вертикальном положении на сложных поверхностях. «Роботы хорошо справляются с гладкими участками, но естественная местность удивительно неровная, поэтому для роботов это сложно», — сказала Кэтрин Далторио, доцент кафедры машиностроения в Университете Кейс Вестерн Резерв.

Насекомые имеют шесть ног — или два набора штативов, мыслящих как роботы, — которые отлично подходят для устойчивости. В дополнение к множеству ног, они также используют различные конструкции и материалы для перемещения по вертикальным поверхностям, которые Далторио изучила и скопировала, чтобы создать свои очень простые, но успешные мини-вэги для лазания, у которых есть только один двигатель.

Робототехники разработали этого робота, названного Mini-Wheg, чтобы имитировать ходьбу таракана.

Предоставлено Кэтрин Далторио

Одна вещь, которую люди не могут точно воспроизвести (пока), — это уникальные материалы, выращенные или выделяемые насекомыми. Крошечные когти, шипы и липкие подушечки позволяют насекомым совершать свои многочисленные подвиги.

Далторио смогла использовать искусственные материалы, такие как липучки, скотч и шипы, на своих мини-вегах, но другие материалы, такие как легкие, биоразлагаемые жесткие экзоскелеты, труднее воспроизвести. По словам Дальторио, на данный момент пластик и углеродное волокно могут использоваться для изготовления недорогих и простых в изготовлении экстерьеров.

Техник готовится испытать нового робота в воде на пляже Эджуотер в Кливленде.

Предоставлено Кэтрин Далторио

Но не все насекомые твердые, и робототехники в настоящее время создают мягких роботов, которые могут менять форму, чтобы двигаться, как это делают гусеницы, вместо того, чтобы полагаться на ноги для каждого типа движения. Можно использовать сплав с памятью формы, который реагирует на температуру, поэтому мягкий робот может скручиваться и катиться, но «запоминать» более жесткую форму при нагревании. «Вы можете согнуть их и применить источник тепла, и они будут сгибаться — мы часто их используем», — сказал Темел.

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_D8FEF47E-7F36-E989-AAB5-BC64846EC115@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Электричество также можно использовать для изменения формы специальных пьезокерамических материалов. «Мы применяем напряжение, чтобы согнуть их в том или ином направлении, что полезно для роботов, вдохновленных тараканами», — говорит она.

Говоря о мощности, это еще одна проблема для крошечных роботов. Аккумуляторы и солнечные панели — два популярных решения. RoBeetle использует метанол для сокращения и расширения своих лабораторных «мускулов».

Исследователи из Массачусетского технологического института и Brigham and Women’s Hospital надеются снизить риск Covid-19 для медицинских работников.с помощью роботов для удаленного измерения показателей жизнедеятельности пациентов.

Предоставлено исследователями, под редакцией MIT News.

Исследователи построили робота-медсестру, похожего на собаку, для удаленного измерения показателей жизнедеятельности пациентов.

Но, как и проблемы с материалами, это еще одна область, в которой робототехники тесно сотрудничают с коллегами, специализирующимися на материаловедении, аккумуляторных и солнечных технологиях, для работы над автономными роботами. По словам Темела, создание робота — это совместная работа.

Робототехникам предстоит еще много исследований, прежде чем роботы станут такими же умными и гибкими, как насекомые: «Даже у маленькой мухи действительно умные реакции, которые быстры и способны реагировать на большое количество сенсорной информации», — сказал Дальторио. «(Насекомые) имеют очень богатый и адаптивный поведенческий репертуар, который мы пока не можем заставить робота».

Обратитесь к насекомым, если хотите построить крошечных интеллектуальных роботов с искусственным интеллектом • The Register

Робототехники могут кое-чему научиться у насекомых, если они хотят создавать крошечные машины с искусственным интеллектом, способные двигаться, планировать и взаимодействовать друг с другом.

Шестиногие существа — самые крупные и разнообразные многоклеточные организмы на Земле. Они эволюционировали, чтобы жить во всех видах окружающей среды и демонстрировать различные типы поведения, чтобы выжить, и есть насекомые, которые летают, ползают и плавают.

Насекомые удивительно умны и энергоэффективны, учитывая размер их мозга и тела. Это черты, которыми должны обладать маленькие простые роботы, если они хотят быть полезными в реальном мире, утверждает группа исследователей в статье, опубликованной в журнале Science Robotics в среду.

«Мы утверждаем, что вдохновение от интеллекта насекомых представляет собой важный альтернативный путь к созданию искусственного интеллекта в небольших мобильных роботах», — написали они. «Если нам удастся использовать искусственный интеллект, вдохновленный насекомыми, маленькие роботы смогут решать сложные задачи, не выходя за рамки своего ограниченного бюджета вычислений и памяти».

Робототехники уже создают роботов, похожих на жуков. Гвидо де Кроон, первый автор исследования и профессор факультета аэрокосмической техники Делфтского технического университета в Нидерландах, помог разработать рой крошечных дронов, предназначенных для обнаружения утечек газа в зданиях. В другом месте исследователи из Вашингтонского университета в США построили первого беспроводного летающего робота с парой крыльев, не намного тяжелее зубочистки, но способного взлетать и приземляться.

Они могут быть не такими впечатляющими по сравнению с более крупными и сложными машинами, но их крошечные размеры и простая электроника делают их дешевыми и потенциально полезными для таких приложений, как поиск и спасение, наблюдение или даже опыление. Однако при создании этих машин остаются серьезные проблемы, даже с развитием новомодных алгоритмов искусственного интеллекта, которые обладают передовым компьютерным зрением, планированием и навигацией из-за аппаратных ограничений и ограничений по размеру.

«Многие глубокие нейронные сети, которые разрабатываются для ИИ, в принципе интересны, но пока не смогут работать на маленьких роботах», — сказал нам де Крон.

«Например, существуют нейронные сети, которые оценивают визуальное движение или распознают объекты. Встроенные компьютеры, предназначенные для работы с глубокими нейронными сетями, обычно тяжеловесны и потребляют много энергии.» Даже самые маленькие графические процессоры, разработанные для встроенной электроники и способные работать с этими моделями ИИ, сейчас слишком тяжелы и энергоемки для небольших летающих роботов, которые должны быть как можно легче.

«Хотя Nvidia TX 2 является популярным встроенным процессором для глубоких сетей, он весит 85 грамм и потребляет 7,5 Вт. Честно говоря, даже для немного более крупных и тяжелых дронов относительный вес и мощность процессоров для глубоких сетей должны снизиться», — добавил он. .

Существуют аппаратные альтернативы, которые де Кроон и его коллеги считают многообещающими — микроконтроллеры и другие микросхемы для крошечных встраиваемых систем набирают необходимую мощность для выполнения задач машинного обучения, в то время как более футуристические нейроморфные процессоры лучше подходят для более эффективного выполнения алгоритмов машинного обучения.

• Стволовые клетки лягушки, усиленные искусственным интеллектом, начинают воспроизводиться совершенно новыми способами
• Забудьте о краже мозгов для ИИ. Бабочки и черви могут привести нас к созданию самовосстанавливающихся интеллектуальных роботов, считает профессор

.

• Борьба с вредителями: яйцеголовые помогают роботам-пчелам уклоняться от мухобойки
• Посмотрите, как длинноногий РОБОТ-НАСЕКОМОЕ ХОДИТ по ВОДЕ, прежде чем прыгнуть

Нейроморфный чип Intel, Loihi, например, привел в действие модель нейронной сети для управления летающим роботом. Исследователи утверждают, что конечной целью, однако, не обязательно является запуск современного сложного программного обеспечения на новом оборудовании. Реальный прогресс будет достигнут в разработке новых алгоритмов и моделей, способных работать на энергоэффективном оборудовании, встроенном в машины, которые могут воспроизводить интеллект насекомых.

«Основным свойством интеллекта насекомых является его экономия, то есть то, как насекомые используют минималистичные, но надежные решения для достижения успешного поведения в сложных, динамичных, а иногда и враждебных средах», — говорится в документе.

Де Крон сказал The Register , что «важно читать биологические исследования энтомологов», чтобы найти вдохновение. «Интересно, однако, что это не улица с односторонним движением: пытаясь спроектировать роботизированные системы для выполнения задач, выполняемых насекомыми, мы часто сталкиваемся с проблемами, которые не всегда очевидны при непосредственном изучении животных. Это, в свою очередь, может привести к новым открытиям. идеи в биологии, которые затем можно изучать, работая вместе с энтомологами», — сказал он.

При попытке имитировать движения плодовых мушек в одном эксперименте его команда смогла изучить механизм того, как они взмахивают крыльями во время маневров побега.

Механическое подражание насекомым также продвинет другие области робототехники. «Интеллект, подобный насекомому, актуален и для многих других типов роботов, поскольку он обеспечивает надежность при минимальных затратах ресурсов», — заключил он. ®

Получите наши технические ресурсы

Роботизированные жуки обучают насекомых быть помощниками

Крошечные мобильные роботы учатся работать с насекомыми в надежде, что чувствительные антенны этих существ и их способность протискиваться в небольшие пространства можно будет использовать для служения людям.

С тихим электронным жужжанием довольно необычно выглядящий муравей ползет за колонной своих членистоногих товарищей, марширующих за едой.

В то время как маленькие насекомые начинают переносить крошечные шарики сахара домой, их механический компаньон спешит вперед, чтобы без особых усилий подобрать весь контейнер и отнести его обратно в гнездо.

Это впечатляющая демонстрация того, как роботы могут внедряться и приниматься сообществами насекомых.

Но исследование, которое проводится в рамках проекта CyBioSys, финансируемого ЕС, может стать важным шагом на пути к использованию роботов для тонкого управления или совместной работы с животными или людьми.

«Идея состоит в том, чтобы иметь возможность решить (а) проблему с помощью лучшего решения, чем они (роботы и насекомые) могут предложить по отдельности», — сказал д-р Бертран Коллиньон, руководитель исследования в Федеральной политехнической школе Лозанны. в Швейцарии.

Роботы, которые «живут» с муравьями, улавливают признаки обнаружения пищи с помощью камеры, установленной внутри гнезда. Камера предупреждает роботов, когда обнаруживает, что количество муравьев уходит, что является признаком того, что пища найдена.

Роботы — перепрограммированные готовые боты Thymio, управляемые простыми компьютерами Raspberry Pi — используют датчики, чтобы следить за колоннами уходящих муравьев. Как только муравьи привели своих роботов к своему открытию, роботы берут верх, используя свою превосходную мышечную силу, чтобы дотащить его до дома.

Доктор Колиньон описал это как «кибербиологическую систему», которая улучшает как естественный порядок, так и то, чего роботы могут достичь самостоятельно. По его словам, заставляя муравьев и роботов сотрудничать, каждое сообщество использует свои сильные стороны.

«Муравьи умеют очень эффективно исследовать окружающую среду, при этом множество разведчиков одновременно патрулируют окрестности гнезда», — сказал доктор Коллиньон, сотрудник Марии Склодовской-Кюри. «Но отдельные муравьи не могут переносить большое количество пищи, и некоторые из них могут заблудиться между едой и гнездом».

»

«Привлекая муравьев и роботов к сотрудничеству, каждое сообщество использует свои сильные стороны»

Доктор Бертран Коллиньон, Федеральная политехническая школа Лозанны, Швейцария больше еды, чем может съесть муравей, и за несколько минут сделать то, на что у муравьев ушли бы часы.

Доктор Коллинон считает, что это первый проект, в котором рой насекомых рассматривается как биосенсор, а затем встраивается в робота, способного извлекать данные из колонии.

Но он также считает, что это исследование можно объединить с другими работами по обучению роботов общению с животными. Вместо того, чтобы полагаться на инструкции сверху вниз — как овчарка, пасущая овец, — это будет работать, тонко влияя на них с позиции одного из группы.

Поскольку многие социальные насекомые, такие как муравьи и пчелы, могут образовывать агрессивные колонии, которые обычно плохо реагируют на посторонних, влияние на них изнутри может предложить новый подход.

В рамках предыдущего проекта LEURRE, финансируемого ЕС, команда впервые создала небольших мобильных роботов, которые могли взаимодействовать с тараканами и влиять на их коллективное поведение.

При совместном содержании в загоне тараканы постепенно собираются под одним темным убежищем. Они достигают этого, просто следуя двум правилам: держитесь рядом с другими тараканами и направляйтесь в темное место.

Но когда исследователи выпустили в загон маленьких роботов, запрограммированных по несколько иным правилам — держаться поближе к другим тараканам, но предпочесть более легкое убежище, — со временем тараканы вместе с роботами собрались в более легком укрытии.

Доктор Коллинон считает, что два типа роботизированной работы — совместная работа и общение — могут найти применение в поисково-спасательных операциях, исследуя среды, слишком опасные или недоступные для человека. В конце концов, мелких животных можно было использовать для проникновения в ограниченные пространства, такие как обрушившиеся здания.

Интеграция искусственных систем, таких как роботы, в более естественные, такие как склад, полный цыплят, может привести к новым решениям, помогающим контролировать поведение животных на фермах. Примером может служить предотвращение смертельных массовых панических атак среди интенсивно выращиваемых животных с помощью роботов, которые могут обнаруживать ранние признаки надвигающейся давки и отклонять ее, ведя себя по-другому.

«Первый шаг — иметь возможность отслеживать, что делают естественные агенты, и соответствующим образом реагировать на это», — сказал он. — Это уже непростая вещь. Как только вы почувствуете, что делает природа, вы сможете взаимодействовать. Робот-агент может делать то, для чего он был разработан, а затем воздействовать на систему».

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

Робот размером с насекомое перемещается по лабиринтам с ловкостью гепарда

Инженеры Калифорнийского университета в Беркли создали легкого и прочного робота, который обеспечивает превосходный контроль и маневренность за счет модуляции электростатических сил между его ногами и поверхностями. С помощью этих подушечек робот может пройти лабиринт Lego за считанные секунды. (Повторно опубликовано с разрешения Jiaming Liang et al., Science Robotics, 2021 г.)

Многие насекомые и пауки получают сверхъестественную способность бегать по стенам и ходить вверх ногами по потолку с помощью специальных липких подушечек, которые позволяют им прикрепляться к поверхностям в местах, куда не осмелится проникнуть ни один человек.

Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли использовали принцип электростатической адгезии, лежащий в основе этих подушечек, для создания робота размером с насекомое, который может отклоняться и поворачиваться с ловкостью гепарда, что дает ему возможность пересекайте сложную местность и быстро избегайте неожиданных препятствий.

Робот изготовлен из тонкого многослойного материала, который изгибается и сжимается при приложении электрического напряжения. В статье 2019 года исследовательская группа продемонстрировала, что эту простую конструкцию можно использовать для создания робота размером с таракана, который может бегать по плоской поверхности со скоростью 20 длин тела в секунду, или около 1,5 миль в час — почти скорость самих живых тараканов и самая высокая относительная скорость среди всех роботов размером с насекомое.

В ходе нового исследования исследовательская группа добавила роботу две электростатические подушечки для ног. Подача напряжения на любую из подушечек увеличивает электростатическую силу между подушечкой и поверхностью, в результате чего подушечка крепче прилипает к поверхности и заставляет остальную часть робота вращаться вокруг стопы.

Робот сделан из многослойного материала, который изгибается и сжимается при подаче электрического напряжения, что позволяет ему бегать по полу почти со скоростью настоящего таракана. (Фотография Калифорнийского университета в Беркли предоставлена ​​Jiaming Liang & Liwei Lin)

Две подушечки для ног дают операторам полный контроль над траекторией движения робота и позволяют роботу совершать повороты с центростремительным ускорением, превышающим ускорение большинства насекомых.

«Наш первоначальный робот мог двигаться очень, очень быстро, но мы не могли реально контролировать, двигался ли робот влево или вправо, и большую часть времени он двигался беспорядочно, потому что если бы была небольшая разница в производственном процессе… если бы робот не был симметричным — он бы отклонялся в сторону», — сказал Ливэй Лин, профессор машиностроения Калифорнийского университета в Беркли. «В этой работе основным нововведением было добавление этих подушечек, которые позволяют делать очень, очень быстрые повороты».

Чтобы продемонстрировать маневренность робота, исследовательская группа засняла, как робот перемещается по лабиринтам Lego с небольшим газовым датчиком и уклоняется от падающих обломков. Из-за своей простой конструкции робот также может выжить, если на него наступит человек весом 120 фунтов.

Маленькие и прочные роботы, подобные этим, идеально подходят для проведения поисково-спасательных операций или расследования других опасных ситуаций, таких как выявление возможных утечек газа, сказал Лин. В то время как команда продемонстрировала большинство навыков робота, когда он был «привязан» или питался и управлялся через небольшой электрический провод, они также создали «непривязанную» версию, которая может работать от батареи до 19 часов.минут и 31 метр с газовым датчиком.

Электростатические подножки позволяют роботу совершать повороты с центростремительным ускорением, сравнимым с ускорением гепарда. (Перепечатано с разрешения Jiaming Liang et al., Science Robotics, 2021)

«Одной из самых больших проблем сегодня является создание роботов меньшего масштаба, которые сохраняют мощность и контроль более крупных роботов», — сказал Лин. «С более крупными роботами вы можете без проблем включить большую батарею и систему управления. Но когда вы пытаетесь уменьшить все до меньшего и меньшего масштаба, роботу становится трудно нести вес этих элементов, и робот обычно движется очень медленно. Наш робот очень быстрый, довольно сильный и требует очень мало энергии, что позволяет ему нести датчики и электронику, а также аккумулятор».

Лин — старший автор статьи с описанием робота, опубликованной на этой неделе в журнале Science Robotics .

Соавторами документа являются Jiaming Liang, Huimin Chen, Zicong Miao, Hanxiao Liu, Ying Liu, Yixin Liu, Dongkai Wang, Wenying Qiu, Min Zhang и Xiaohao Wang из Университета Цинхуа в Китае; Ичуань Ву из Университета электронных наук и технологий Китая; Джастин Йим из Университета Карнеги-Меллона; и Чжичунь Шао и Цзюньвен Чжун из Калифорнийского университета в Беркли.

Эта работа поддерживается Фондом естественных наук провинции Гуандун (2020A1515010647), Фондом фундаментальных исследований Шэньчжэня (JCYJ20180508151910775), Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 52005083) и грантом Start Research от Университета Макао. .

В этом видео исследователи демонстрируют, как робот может выжить, будучи раздавленным падающим объектом. (Повторно опубликовано с разрешения Jiaming Liang et al., Science Robotics, 2021 г. )

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

• Электростатические подушечки для ног позволяют маневренным мягким роботам размером с насекомое управлять траекторией ( Science Robotics )
• Вы не можете раздавить этого робота, вдохновленного тараканами
• Лаборатория Ливэй Лин

Роботы размером с насекомое излучают свет во время полета

Группа исследователей из Массачусетского технологического института вдохновилась светлячками на создание мягких приводов, которые могут излучать свет разных цветов или узоров во время полета. Искусственные мышцы управляют крыльями летающих роботов, и они светятся в режиме полета. Этот новый подход обеспечивает инновационный способ отслеживания летающих роботов и может помочь им общаться.

Новое исследование было опубликовано в IEEE Robotics and Automation Letters .

Электролюминесцентные мягкие искусственные мышцы можно использовать для различных целей. Например, роботы могли бы участвовать в поисково-спасательных операциях, где они могли бы найти выживших и подать сигнал другим роботам о помощи.

Отслеживание и обеспечение связи

Миниатюрные роботы весят чуть больше скрепки, а их способность излучать свет может помочь им самостоятельно летать за пределами лабораторной среды. Из-за своего веса микроботы не могут нести какие-либо датчики, а это означает, что исследователям приходилось отслеживать их с помощью инфракрасных камер, которые плохо работают на открытом воздухе. Тем не менее, команда придумала новый метод их отслеживания с помощью света, который они излучают, и трех камер смартфонов.

Кевин Чен — доцент кафедры электротехники и информатики (EECS), доктор Рейд Уидон-младший, руководитель лаборатории мягкой и микроробототехники Исследовательской лаборатории электроники (RLE) и старший автор бумаги.

«Если вы думаете о крупномасштабных роботах, они могут общаться, используя множество различных инструментов — Bluetooth, беспроводную связь и тому подобное. Но для крошечного робота с ограниченной мощностью мы вынуждены думать о новых способах общения. Это важный шаг к полетам этих роботов на открытом воздухе, где у нас нет хорошо настроенной современной системы отслеживания движения», — говорит Чен.

Создание светящихся микророботов

Команда встроила крошечные электролюминесцентные частицы в искусственные мышцы, что увеличивает вес всего на 2,5 процента, не влияя на летные характеристики робота.

Ранее группа исследователей разработала новую технологию изготовления мягких приводов, взмахивающих крыльями робота. Они создаются путем чередования ультратонких слоев электродов из эластомера и углеродных нанотрубок в пакете, прежде чем свернуть его в мягкий цилиндр. После подачи напряжения на цилиндр электроды сжимают эластомер, и это напряжение заставляет крылья взмахивать.

Чтобы создать светящийся привод, команда поместила электролюминесцентные частицы сульфата цинка в эластомер, но это потребовало некоторой работы.

Сначала исследователям нужно было создать электрод, который не блокировал бы свет. Они сделали это, используя прозрачные углеродные нанотрубки, пропускающие свет. Даже с этими нанотрубками частицам цинка по-прежнему требовалось очень сильное и высокочастотное электрическое поле, чтобы загореться. Электрополе возбуждает электроны в частицах цинка, заставляя последние испускать субатомные частицы света или фотоны. Затем с помощью высокого напряжения в мягком приводе создавалось сильное электрическое поле, которое использовалось для приведения в движение робота на высокой частоте. Этот процесс позволил частицам загореться.

«Традиционно электролюминесцентные материалы очень затратны с точки зрения энергии, но в некотором смысле мы получаем эту электролюминесценцию бесплатно, потому что мы просто используем электрическое поле на частоте, необходимой для полета. Нам не нужны новые приводы, новые провода или что-то еще. Чтобы излучать свет, требуется всего на 3 процента больше энергии», — говорит Чен.

Группа выяснила, что добавление частиц цинка снижает качество привода, поэтому они подмешиваются только в верхний слой эластомера. Это привело к тому, что привод стал примерно на 2,5 процента тяжелее, но он мог излучать свет, не влияя на летные характеристики.

«Мы уделяем большое внимание поддержанию качества эластомерных слоев между электродами. Добавление этих частиц было почти похоже на добавление пыли в наш эластомерный слой. Потребовалось много разных подходов и много испытаний, но мы нашли способ гарантировать качество актуатора», — говорит Ким.

Регулируя химическую комбинацию частиц цинка, можно изменить цвет света. Команда создала оранжевые, зеленые и синие частицы, при этом каждый привод светился одним сплошным цветом.

Команда также позволила исполнительным механизмам излучать разноцветный и узорчатый свет, поместив маску поверх верхнего слоя, добавив частицы цинка, а затем полимеризовав исполнительный механизм.

Роботизированные светящиеся жуки

Посмотреть это видео на YouTube

Система отслеживания движения

Следующим шагом было тестирование механических свойств приводов и измерение интенсивности света.