Этот маленький и гладкий робот-паук поможет в операциях будущего

Команда исследователей разрабатывает маленьких роботов-пауков, вдохновленных обычными паукообразными. Они всего несколько сантиметров и имеют необходимые инструменты для работы в местах, где жесткие роботы не могут добраться. Роботисты и исследователи из Института биологической инженерии Wyss при Гарвардском университете, Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и Бостонского университета – люди, стоящие за созданием этих крошечных роботизированных существ. Гладкий роботизированный паук показывает, как робот в масштабе миллиметра с функцией размера микрометра может обеспечить мощную и впечатляющую производительность.

Источником вдохновения для создания этого робота послужил австралийский паук-павлин размером с миллиметр. Робот использует один эластичный материал, который способен трансформировать тело, двигаться и иметь цвет. Шейла Руссо, соавтор исследования, сказала: «Меньшие мягкие роботизированные системы все еще имеют тенденцию быть очень простыми, как правило, с одной степенью свободы, что означает, что они могут вызывать только определенное изменение формы или типа движения. Разрабатывая новую гибридную технологию, которая сочетает в себе три различных метода производства, мы создали гладкого роботизированного паука, изготовленного только из силиконовой резины с 18 степенями свободы, охватывающего изменения в структуре, движении и цвете, и с небольшими особенностями в микрометровый диапазон ».

Роберт Вуд, который является членом Центрального колледжа и одним из руководителей программы Bioinspired Soft Robotics в Институте Wyss, сказал: «В области мягких роботизированных устройств этот новый производственный подход может проложить путь к достижениям. В этом небольшом масштабе уровни сложности и функциональности аналогичны тем, которые демонстрируют его жесткие аналоги », – сказал Вуд. «В будущем это может также помочь нам подражать и понимать отношения структурных функций у мелких животных гораздо лучше, чем жесткие роботы». Маленький робот-паук также называется Microfluidic Origami для реконфигурируемых пневматических / гидравлических устройств, или MORPH. Команда использовала технику литографии, чтобы создать 12 слоев эластичного силикона, чтобы сделать тело паука гладким.

Каждый слой тела точно режется с использованием техники микрообработки. Слои объединяются, чтобы создать трехмерную структуру паука. Заставить паука двигаться было другой задачей, и команде нужно было сплести микрофлюидные каналы в эластичные слои кремния. Исследователи использовали индуцированные под давлением самораскрывающиеся каналы. Томасо Ранзани, доктор философии, доцент Бостонского университета, сказал: «Мы можем точно контролировать этот процесс складывания, похожий на оригами, изменяя толщину и относительную консистенцию силиконового материала, прилегающего к каналам через разные слои. или лазерная резка на разных расстояниях от каналов. Во время повышения давления каналы функционируют как исполнительные механизмы, которые вызывают постоянные структурные изменения ».

Оставшиеся каналы использовались для окрашивания глаз и имитации цветовых узоров, найденных у королевских пауков. Разани сказал: «Эта первая система MORPH была изготовлена ​​в одном монолитном процессе, который может быть завершен в течение нескольких дней и может быть легко воспроизведен при оптимизации конструкции». Исследователи надеются, что этот маленький паук будет эффективен в различных ситуациях. Дональд Ингбер, директор Института Wyss, сказал: «Подход MORPH может открыть область мягкой робототехники для исследователей, которые больше сосредоточены на медицинских приложениях, где меньшие размеры и гибкость этих роботов могут позволить совершенно новый подход к эндоскопия и микрохирургия. “