Складной стенолаз создаёт вакуум под потолком

Робот с присосками умеет ползать по стенам, но по гладким. Робот-паук легко цепляется за микровыступы, но у него разъезжаются лапы на стекле. Робот с клешнями – неплохой скалолаз, но беспомощно барахтается в траве. Однако недавно появился новый персонаж, и ему одинаково хорошо на любой поверхности.

В робототехнике есть одна интересная тенденция: весьма перспективной считается разработка устройств, основные принципы которых заимствуются у природы.

 

 

Особенно часто такое бывает, когда роботов создают для необычных условий. Например, для перемещения по стенам сделали роботов-улиток со слизью на дне, роботов-пауков, цепляющихся тонкими лапками за крошечные выступы поверхности, а для работы в космосе вообще — выдумали робота-краба. Конструкторы даже задумываются, как перенять опыт мух.

Вот только имитация живности оказывается хоть и точной, но не особо эффективной для использования. Наверное, потому, что живые организмы и роботы используют эти приспособления с разными целями.

Ориентируясь на достижения природы необязательно копировать их в точности. Вот если нужно карабкаться по стене, то хорошо, если на конечностях приделаны присоски. Но вместо них вполне может быть любое другое устройство, которое будет эффективно отсасывать воздух из–под подошвы, а внешнее атмосферное давление точно так же будет прижимать основу к поверхности.

Экспериментальная модель сверхгероически не выглядит: ни подошв, ни присосок, ни мощных магнитов. Да и сам корпус довольно невзрачный. Но возможности – почти как у спецагента (фото с сайта discovery.com).

Примерно по такому пути захотел пойти профессор Цзичжун Сяо (Jizhong Xiao), когда взялся за постройку нового робота-стенолаза City Climber.

И взялся он – сразу заметим – не из праздного безделья или тяги к техно-развлечениям. Управа Нью-Йорка, этого высокоэтажного города, требует, чтобы фасад каждого здания проверялся на предмет целостности каждые пять лет. Сейчас есть службы, которые занимаются визуальным осмотром стен, но их работа слишком трудоёмкая и дорогостоящая (эта процедура обходится властям в $5 тысяч ежедневно).

Потому-то Сяо и задумал сделать робота, который работал бы дешевле, быстрее и тщательнее, чем обученные специалисты-техники.

Казалось бы, зачем собирать очередное устройство, движущееся по вертикали, если подобных вещей наделали уже немало? Не проще ли было бы усовершенствовать то, что есть?

City Climber в "двойном исполнении" может двигаться практически по любой изогнутой поверхности (кадр CCNY Robotics Lab).

Сао уверен, что нет. Ведь то, что уже придумано робототехниками, приспособлено для однородной поверхности: прилипающие машины хорошо движутся только по гладкой поверхности, цепляющиеся – исключительно по шершавой. А ведь все эти условия, в той или иной мере, могут встретиться в городе.

Получается, что если универсальный робот не должен зависеть от поверхности, то его нужно просто прижимать к ней. Это можно делать с помощью присосок, но они себя не оправдывают, как мы уже выяснили.

Вот если бы присоска начала отрываться от поверхности, а давление под ней всё равно не повышалось бы, то это было бы как раз то, что нужно. Впрочем, "что нужно" тоже когда-то придумано: такими "свойствами" обладает обычный пылесос.

В настоящее время City Climber обладает самой большой грузоподъёмностью среди роботов такого же веса. На нём можно смонтировать необходимое оборудование, например, видеокамеру (кадр CCNY Robotics Lab).

Вспомнив об этом, Сяо решил сделать робота с вакуумным насосом. Конструктор поместил двигатель внутри небольшого корпуса, сделав отверстие для входа воздуха на нижней поверхности, а для выхода – по краям.

Вращающийся пропеллер на валу двигателя создаёт под роботом зону давления ниже атмосферного. Поэтому если нужно прижать корпус к стене, то это вопрос всего лишь мощности мотора. И не только к стене: робот весит всего килограмм, а может перемещаться и по потолку.

	"Ну, я пошел..." — малыш City Climber неторопливо ползёт по направлению к крыше (кадр CCNY Robotics Lab).

Малые размеры аппарата позволили сделать его манёвренность практически неограниченной в городском ландшафте. Чтобы перемещаться по плоскости, робот снабжён небольшими колёсами, расположенными у него "на животе".

Для преодоления препятствий – будь то водосточная труба или хотя бы угол стены – было решено объединить два совершенно идентичных стенолаза с помощью сочленения наподобие дверных петель. Это сочленение позволяет City Climber "присосаться" сразу к двум плоскостям, расположенным под углом.

Как обстоит дело с бесшумностью работы – не сообщается, хотя, вероятно, сейчас это самая большая трудность (представьте: по стене едет мощный пылесос...).

Робот вполне устойчив (для отрыва от поверхности требуется усилие в 4 килограмма) и вынослив (может тащить груз массой до 4,6 килограмма). Питается он от автономных источников постоянного тока напряжением 11 вольт.

Эти характеристики позволяют работать с жилищно-коммунальными, архитектурными и прочими проблемами и, возможно (разумеется, после определённых усовершенствований и доработок), использовать City Climber в спасательных и контр-террористических операциях.

Кстати, демонстрацию возможностей робота можно посмотреть в этом 60-мегабайтном видеоролике.

"Так, где тут у вас террористы?!" — во время испытаний City Climber тайком подкрадывается к окну, за которым прячется условный враг (кадр CCNY Robotics Lab).

А если ему добавят тактильных ощущений (как, например, у этого "осьминога"), то цены ему просто не будет.

В общем, если про City Climber вдруг не забудут, то он окажется штукой, которая будет приносить вполне реальную пользу. И вовсе не ромашки из-под снега добывать.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru