Роботы сегодня полностью зависят от электричества и компьютерных чипов. Их «мозг» — это совокупность алгоритмов и программного обеспечения, преобразующих команды в действия через энкодеры. В мягкой робототехнике, где роботы создаются из гибких материалов, такая жесткая электронная основа становится серьезным ограничением. Сложные задачи, например, захват дверной ручки, создают дополнительную нагрузку на программное обеспечение, так как гибкие материалы сложно точно контролировать.
Ученые разработали обратимую схему, которая интегрирует регулируемый клапан в конструкцию робота. Этот клапан использует сигналы давления, аналогичные двоичному коду, для управления движениями, подобно транзисторам. Благодаря этому роботы могут выполнять сложные движения без использования электричества или централизованной системы управления. По сравнению с текущими жидкостными схемами подход на основе давления обеспечивает большую гибкость и контроль.
Новая схема переносит управление с программного обеспечения на аппаратное, что снижает вычислительную нагрузку и открывает путь к созданию более мощных и адаптивных роботов в будущем.
Такая конструкция позволит роботам функционировать в условиях, где использование электричества затруднено или невозможно. Это могут быть зоны повышенной радиации, такие как Чернобыль, или помещения с чувствительным электрооборудованием, например, комнаты МРТ. Кроме того, эти роботы предназначены для работы в регионах с низким уровнем доходов и ограниченным доступом к электричеству.
Одно из основных препятствий при масштабировании схемы для более крупных роботов — необходимость постоянного подключения к источнику давления. Для преодоления этой проблемы требуется адаптация схемы к работе с более низким давлением.
Эта технология поможет сделать мягких роботов более ловкими. Один и тот же робот сможет выполнять разные задачи, просто меняя настройки небольшого клапана внутри себя. При этом не нужно будет менять другие детали. Это позволит инженерам сэкономить время и силы при создании новых ботов. Команда планируют использовать изобретение в колесных роботах с мягкими двигателями и в гусеничных машинах, которые следят за работой электростанций.
