«Многоклеточного» робота научили подражать морфогенезу

Andrea Vergara et al., / PLoS ONE

Исследователи из Чилийского университета и Университета Тарапаки построили модульного робота, который может подражать поведению клеток при морфогенезе. Конструкция робота описана в статье, опубликованной в PLoS ONE.

Модульные роботы с возможностью изменения конфигурации — одна из активно развивающихся областей в современной робототехнике. Подобные разработки в перспективе могут помочь в создании роботов, самостоятельно перестраивающихся в зависимости от поставленной задачи. По словам авторов статьи, они решили использовать мягкие модули вместо жестких, вдохновившись примером поведения клеток в организме.

Ученые методом мягкой литографии изготовили силиконовую оболочку кубов-«клеток» с ребром длиной в 20 миллиметров, а на грани кубов поместили постоянные магниты в 3D-печатных рамах, которые за счет большей площади не позволяют магнитам продавливать грани в центр куба. Для управления поведением кубов исследователи использовали пневматический привод от внешнего источника — из-за повышения давления кубы раздуваются, а контролируемая деформация нескольких элементов приводит в движение всю «многоклеточную» конструкцию. 

Конструкция отдельного пневматического куба-«клетки»

Andrea Vergara et al., / PLoS ONE

Поделиться

В серии экспериментов с группой кубов ученым удалось имитировать поведение живых клеток и тканей: миграцию, расслаивание, инвагинацию, инволюцию, эпиболию. Кроме того, разработчики продемонстрировали, что робот может перемещаться по твердой поверхности в разных конфигурациях. Как отмечают авторы, им удалось показать, что модульные роботы могут полагаться даже на механизмы пассивного соединения, не требующие присутствия какой-либо электроники в кубах. Кроме того, если в конструкции модулей использовать внутренние насосы вместо внешнего пневматического привода, то такой «многоклеточный» робот сможет функционировать автономно.

Пневматический привод нередко используется в конструкции необычных роботов — например, на пневматике работает шагающий октаэдр, сжимаемый колесный робот и пневматическая робособака. Среди интересных мягких роботов можно упомянуть гарвардского робота-осьминога, в котором вообще не было жестких частей — даже для управления вместо традиционной электроники использовались методы микрофлюидики для постройки простой логической схемы, отвечающей за попеременную подачу давления в пневматические контуры.

Николай Воронцов