Drążenie tuneli na bazie natury

fot. pixabay

Naukowcy z UC Santa Barbara (UCSB) i Georgia Tech opracowali robota przypominającego węża, który wykorzystuje szereg metod do przekopywania się przez miękki piasek lub glebę.

Węże od dawna stanowią inspirację dla robotów, dzięki ich względnej prostocie i wszechstronności ruchów. Jako takie były dotychczas używane do eksploracji środowisk, takich jak wydmy, dna morskie, rury, nieczynne elektrownie jądrowe, a nawet ludzkie ciało.

Teraz schodzą pod ziemię. Największą stojącą przed nimi przeszkodą jest znacznie większy opór występujący nawet w materiałach ziarnistych, takich jak piasek i gleba. Zespół badaczy opracował jednak urządzenie, które może poradzić sobie z tym problemem na wiele sposobów.

Nowy projekt opiera się o miękką konstrukcję, która porusza się wyłącznie dzięki ruchowi jej górnego segmentu. Dzięki takiemu rozwiązaniu przeciwstawiające się tarcie jest znacznie niższe, niż gdyby poruszało się całe ciało. Aby ułatwić przemieszczanie się, do rozszerzającej się końcówki robota przymocowano urządzenie, które wydmuchuje przed siebie powietrze, odpychając piasek na bok i oczyszczając pokonywaną ścieżkę.

Przed naukowcami stało jednak dodatkowe zadanie. Poruszając się poziomo po piasku, robot wykazywał tendencję do kierowania się ku górze, a w końcu wynurzania na powierzchnię. Niewielka ilość piasku nad robotem wywiera bowiem znacznie mniejszy nacisk niż znajdująca się w zagęszczonym podłożu pod nim. Aby temu przeciwdziałać, kieruje powietrze także w dół. W celu poradzenia sobie z problemem konstrukcja została wyposażona również w przedni klin inspirowany tunelującą jaszczurką piaskową.

Efektem końcowym jest mały robot mogący stosunkowo łatwo poruszać się po suchym, ziarnistym podłożu i będący w stanie omijać przeszkody. Naukowcy twierdzą, że może znaleźć zastosowanie w aplikacjach, takich jak pobieranie próbek gleby oraz instalowanie pod ziemią rur oraz kabli.

Wyniki badań nad projektem opublikowano w czasopiśmie Science Robotics. 

(rr)