Группа исследователей из Технологического института Вирджинии (США) разработала перчатку, оснащенную подобием свойств щупальцев осьминога, и способную надежно захватывать объекты под водой. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Люди от природы не приспособлены для жизни в подводной среде: в ней им приходится использовать баллоны, чтобы дышать, неопреновые костюмы, чтобы защитить и согреть тело, и очки, чтобы четко видеть. В такой среде человеческая рука также плохо приспособлена для удержания предметов. Любой, кто пытался удержать извивающуюся рыбу, подтвердит, что подводные предметы трудно ухватить «сухопутными» человеческими пальцами.

Водолазы-спасатели, подводные археологи, мостовые инженеры и спасательные бригады очень часто задействуют свои руки для извлечения людей и предметов из воды. Они также могут подтвердить: человеческие руки (с их меньшей способностью удерживать скользкие предметы) должны прикладывать больше силы, и крепость хватки иногда может поставить под угрозу успех операции.

Но и когда требуется точное и деликатное прикосновение, также было бы полезно иметь приспособления для руки, предназначенные для подводных условий. Группа исследователей во главе с Майклом Бартлеттом из Лаборатории мягких материалов и конструкций Технологического института Вирджинии адаптировала биологические решения к новым технологиям, основанным на эластичных материалах и робототехнике.

Примером из живой природы для них стал осьминог – одно из самых уникальных существ на планете, оснащенное восемью длинными щупальцами, которые способны крепко хвататься за множество предметов в водной среде. Эти щупальца покрыты присосками, управляемыми мышечной и нервной системами морского животного.

Каждая присоска, по форме напоминающая конец плунжера, обеспечивает мощную хватательную способность. После того, как широкий внешний край присоски плотно прилегает к объекту, мышцы сокращаются и расслабляют чашеобразную область за краем, увеличивая и уменьшая давление. Когда задействовано много присосок, создается прочная адгезионная связь, от которой захваченной «цели» трудно избавиться.

Бартлетт пояснил: «Осьминог контролирует более 2000 присосок на своих восьми конечностях, обрабатывая информацию от различных химических и механических датчиков».

Чтобы спроектировать свою перчатку, исследователи сосредоточились на переосмыслении присосок, сделав их в форме податливых резиновых стержней, покрытых мягкими мембранами, приводимыми в действие. Конструкция была создана для выполнения той же функции, что и присоска осьминога – активировать надежное крепление к предметам легким нажатием. Она идеально подходит для прилипания как к плоским, так и к изогнутым поверхностям.

К этому добавлен способ, с помощью которого перчатка могла ощущать объекты и запускать адгезию. Таким дополнением стал массив оптических датчиков приближения – микро-лидаров, которые определяют, насколько близко находится объект. Присоски и датчики были соединены через микроконтроллер, чтобы соединить распознавание объекта с зацеплением присоски, таким образом имитируя нервную и мышечную системы осьминога.

Конечным решением стала перчатка с синтетическими присосками и датчиками, тесно интегрированными друг с другом, как комплекс носимых систем, способных захватывать множество различных форм под водой. Продукт получил название Octa-glove (окта-перчатка).

«Объединяя мягкие, чувствительные клейкие материалы со встроенной электроникой, мы можем захватывать объекты, не сжимая их. Это делает обращение с мокрыми или подводными объектами намного проще и естественнее. Электроника способна как активировать, так и быстро снять прилипание, при нажатии пользователем одной управляющей кнопки», – сказал Бартлетт.

В ходе тестирования исследователи попробовали несколько различных режимов захвата. Они установили, что могут быстро поднимать и отпускать плоские предметы, металлические игрушки, цилиндры, двойную изогнутую часть ложки и ультрамягкий шарик из гидрогеля. Перенастроив сеть датчиков, они также смогли захватывать более крупные объекты, такие как тарелка, коробка и миска. Плоские, цилиндрические, выпуклые и сферические объекты, состоящие как из твердых, так и из мягких материалов, прикреплялись и поднимались, даже если пользователи не хватали объект, а лишь смыкали руки.

Заглядывая вперед, исследователи предполагают, что разработанная ими окто-перчатка сыграет роль в области мягкой робототехники для подводного захвата, в применении для ряда медицинских технологий, в том числе разработок «искусственной кожи», а также в производстве для сборки и манипулирования специфически-скользкими объектами.

Вам может понравиться

Учёные Тайваня придумали, как перерабатывать энергию, оставшуюся в выброшенных батареях

Исследователи из тайваньского Национального университета Ченг Кунг (NCKU) в городе Тайнань представили метод восстановления значительного потенциала остаточной энергии из выброшенных батареек и аккумуляторов. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных

Российская атомная субмарина будущего поколения будет нести подводные беспилотники

Роботизированная техника поможет атомной подводной лодке нового поколения “Арктур” лучше представлять окружающую её обстановку. Речь идёт о различных беспилотных подводных аппаратах, которые будет нести субмарина. Об этом РИА “Новости” сообщили

В ЕКА признали невозможность устранения неработоспособности радара спутника Copernicus Sentinel-1B

Директор программ наблюдения Земли Европейского космического агентства (ЕКА) Симонетта Чели официально объявила об «окончании миссии» спутника Copernicus Sentinel-1B, по причине невозможности восстановления регулируемой шины блока питания антенны РЛС с синтезированной
Погода в России: