Микророботы-насекомые: от жуков до пчёл
Современные роботы давно вышли за рамки образов из старой научной фантастики. Сегодня это сложные электронные устройства с элементами искусственного интеллекта (ИИ), которые воспроизводят внешний вид и поведение реальных или вымышленных существ. Они оснащены сенсорами, динамиками, моторами и процессорными модулями, анализирующими внешние сигналы, и управляются через мобильные приложения. Цифровые питомцы могут издавать звуки, реагировать на прикосновения, отзываться на имена и демонстрировать эмоции.
Ведущие исследовательские центры, такие как Корейский институт передовых технологий (KAIST), активно работают над созданием микророботов, имитирующих насекомых, например, жуков. Цель этих разработок — решение практических и гуманитарных задач.
Киборг-тараканы: спасатели из-под завалов
В 2022 году в китайском городе Чанша обрушилось шестиэтажное здание, и десятки людей оказались под завалами. Спасательные работы осложнялись грудами обломков. Команда Наньянского технологического университета (NTU) в Сингапуре предложила использовать киборг-тараканов для поиска выживших.
Мадагаскарские тараканы, превращённые в киборгов, оснащаются миниатюрным рюкзаком с микрокомпьютером. В нём размещены датчики для обнаружения опасных газов и инфракрасная камера с тепловизором для поиска людей. Система дистанционного управления с электродами и микрочипом позволяет оператору направлять насекомое: электрический импульс в правую сторону заставляет его двигаться влево, и наоборот. При активации обоих электродов таракан ускоряется и бежит прямо.
Эти киборги могут работать в завалах длительное время благодаря питанию от солнечных батарей. Один таракан способен обследовать до 100 квадратных метров. Однако для полного обследования крупного здания требуется около 500 таких киборгов и соответствующее число операторов. Хотя киборг укажет местоположение жертвы, извлечь её смогут только люди.
Роботы-муравьи: сила в миниатюре
Инженеры Стэнфордского университета создали механических муравьёв, способных перемещать грузы, в 2000 раз превышающие их собственную массу. Для человека это эквивалентно перемещению 150-тонного кита. Четыре таких робота могут транспортировать взрослого человека, а целая группа — поднять бетонную плиту или арматуру.
Феноменальная грузоподъёмность достигается благодаря конструкции лап, вдохновлённой гекконами, которая обеспечивает надёжное сцепление с любой поверхностью. Специальное покрытие из микроскопических резиновых волосков создаёт биостимулированный адгезивный эффект: при натяжении троса робот прилипает, а при ослаблении — отпускает. Высокая производительность требует много энергии, поэтому в промышленных условиях эти муравьи подключаются к кабелю и используются как буксиры.
Робот-змея: подводный ремонтник
Зооморфные роботы не только устраняют последствия катастроф, но и предотвращают их. Норвежские разработчики создали 5-метрового робота-змею для обслуживания подводных нефтепроводов. Он инспектирует трубопроводы, передаёт изображения диспетчеру и при обнаружении дефектов производит ремонт.
Оснащённая манипуляторами на обоих концах, змея может заменять клапаны и очищать трубы от отложений. Эти устройства способны работать на глубине до 500 метров до шести месяцев, подзаряжаясь на специальных станциях.
Робот-краб: подземный исследователь
Инженеры Калифорнийского университета в Беркли разработали робота-краба для подземных исследований. Используя тканевые совки на клешнях, он зарывается в землю, собирает образцы и анализирует почву. Оснащённый датчиками и манипулятором, он может определять пригодность участка.
Такие роботы-крабы могут применяться в строительстве или сельском хозяйстве для обнаружения загрязнений. В будущем планируется их использование даже на Луне. Учёные работают над улучшением конструкции, чтобы робот мог копать глубже. Открытые платформы для роботов-крабов уже помогают разработчикам внедрять инновации в области передвижения.
Роботы-соколы: стражи аэродромов
Механические соколы, разработанные в Гронингенском университете в Нидерландах, уже используются в Канаде и Германии. Они отпугивают настоящих птиц от взлётно-посадочных полос, предотвращая столкновения, которые могут привести к авиакатастрофам. В отличие от акустических пушек, к которым птицы быстро привыкают, роботы-хищники используют естественный страх, имитируя хищников и преследуя живых птиц, демонстрируя доминирование.
Робот-пчела: космический разведчик
Миниатюрная робот-пчела размером с булавочную головку была создана в Гарвардском университете. Хотя она теоретически может опылять растения, её основное назначение — разведка. Датчики имитируют зрение и усики насекомых, передавая оператору трёхмерное изображение.
Этот микроразведчик может летать, плавать и нырять. Он работает на солнечных батареях, потребляя всего 120 милливатт — меньше, чем лампочка. Учёные уверены, что эти пчёлы будут полезны для исследования марсианских каналов, лунных кратеров и даже токсичных облаков Венеры.
Разнообразие зооморфных роботов
Сегодня существует множество роботов, имитирующих поведение самых разных животных. Их преимущество — способность перемещаться горизонтально и вертикально, преодолевать препятствия и проникать в труднодоступные места. В отличие от живых животных или людей, они не требуют пищи или воды, что делает их незаменимыми помощниками в пустынях, горах и при исследовании других планет. Они могут быть крайне полезны в спасательных операциях и научных исследованиях.
Например, учёные Массачусетского технологического института (MIT) создали Mini Cheetah — платформу для тестирования алгоритмов управления роботами-гидами и прыгающими машинами. Китайские инженеры разработали модель размером с насекомое, обладающую свойствами пауков и тараканов. Ещё один робот-гепард от DARPA развивал скорость до 29 км/ч.
Гибкий робот, созданный по образцу круглого червя Caenorhabditis elegans, способен перемещаться вокруг препятствий. Компания Gecko Robotics коммерчески внедрила системы, оснащённые присосками для вертикального перемещения, которые могут работать в опасных средах.
