Созданный китайскими учеными робот вдвое улучшил рекорд скорости плавания для роботов с гибким корпусом.
На выбор формы нового робота создателей вдохновил скат манта (Manta birostris). Длина нового робота – 9,3 сантиметра (с “хвостом” 18,5 см), продолжительность плавания на одном заряде батареи – более трех часов. Он способен работать при температуре воды от 0,4° С, до 74,2° С. Плывет робот благодаря особой двигательной системе, которая действует как мышца. Таких роботов можно будет использовать при контроле чистоты воды и исследованиях мирового океана.
Ранее большинство плавающих роботов были снабжены двигателями с твердыми элементами конструкции, например, с лопастями гребных винтов. Они позволяли роботам плыть, но сильно ограничивали их возможности проникать в узкие подводные пространства. Недавно появились первые мягкие роботы, органы движения которых сгибаются подобно мышцам. Один из наиболее эффективных подобных механизмов – диэлектрический эластомерный привод (DEA), но его применение под водой долго ставилось под сомнение, так как полагали, что толстый изоляционный слой будет ограничивать гибкость.
Опробовать DEA в этой функции решился инженер Тифэн Ли из университета Чжэцзян в Ханчжоу. Он придумал использовать окружающую робота воду в качестве одного из элементов электрической схемы, в частности, заземляющего электрода. Опасения, что поступление электричества в воду сделает робота опасным для людей и всех, кто к нему приблизится, не оправдались. Вода оказалась недостаточно хорошим проводником, чтобы это стало проблемой.
Наружный слой робота сделан из мягкого силикона. Внутри находится гидрогель, соединенный с электродом. Когда к электроду приложено напряжение, он притягивает электроны, делая остальную часть гидрогеля положительно заряженной. Затем гель притягивается к отрицательно заряженным электронам в окружающей воде. В результате тело робота сжимается и его плавники приподнимаются. После снятия напряжения с внутреннего электрода, робот возвращается в первоначальное состояние. Периодические электрические импульсы приводят к тому, что плавники робота поднимаются и опускаются, как крылья.
О работе рассказывает статья в журнале Science Advances.
