Меньше головы муравья: Создан самый маленький шагающий робот

Самый маленький четвероногий робот оказался меньше, чем голова живого муравья.

Несколько лет назад на свет появился крошечный четвероногий робот, длина которого составляла 20 мм, высота - 5.6 мм и вес - около 1.6 грамма. И в рамках международной выставки в области робототехники ICRA 2016 разработчики этого робота, исследователи из университета Мэриленда, поделились своими планами по дальнейшей миниатюризации их детища, по созданию еще меньшего варианта четвероного робота, вес которого не должен превышать 100 миллиграмм. Однако, уменьшение размеров и веса робота на один порядок показалось исследователям недостаточным, и в результате из трудов на свет появился робот, вес которого равен одному миллиграмму и которого можно назвать самым маленьким четвероногим шагающим роботом на сегодняшний день.

На приведенном ниже видеоролике можно увидеть крошечного робота в действии и получить представление о том, насколько он мал на самом деле. Его размеры равны 2.5 на 1.6 на 0.7 миллиметра и, вполне естественно, что при таких размерах речи о наличии у робота собственного источника питания, электроники и двигателей идти и не может. Его крошечные конечности, построенные на тех же принципах, что и конечности робота RHex, двигаются при помощи миниатюрных постоянных магнитов, на которые оказывает влияние внешнее магнитное поле.

Изменяя параметры внешнего магнитного поля можно заставить конечности робота совершать вращательные или колебательные движения с частотой до 150 Гц. Этого достаточно для обеспечения движения робота на максимально возможной для него скорости, которая составляет 37.3 миллиметра в секунду, в 14.9 раз больше длины его собственного тела. Удивительно то, что конструкция столь миниатюрного устройства весьма надежна, даже после миллиона циклов движения исследователи не заметили никаких видимых признаков износа и потери эффективности.

"На свете, конечно, есть и микророботы еще меньших размеров, но все они используют несколько иные принципы передвижения" - пишут исследователи, - "Наш же робот позволяет изучить динамику более традиционного вида движения в условиях, когда вес движущегося объекта находится в пределах одного миллиграмма".

Стиль ходьбы миниатюрного робота выбирается механическим образом путем изменения ориентации магнитов друг относительно друга еще на этапе производства. В первом образце робота все четыре магнита были ориентированы в одном направлении, но в более поздних вариантах ориентация магнитов была изменена на диагональную, что позволило увеличить скорость и эффективность движения робота в целом.

В будущем исследователи собираются создать еще меньший вариант подобного робота. И основные проблемы будут заключаться не в технологиях производства элементов крошечного корпуса и крошечных магнитов. При дальнейшем уменьшении размеров робота в его конечностях в большей степени будут проявляться силы трения, что уменьшить создаваемый магнитами вращающий момент и скажется в отрицательную сторону на скорости движения робота. При этом, обеспечение движения устройства, вес которого будет значительно меньше одного миллиграмма, может потребовать и кардинальных изменений в самой стратегии перемещений.