Стекловолокно

ПОЛНОСТЬЮ ТРУБЧАТЫЕ Роботы, похожие на шелковичного червя, которые прядут нити стекловолокна в прочные трубы специальной формы (как показано выше, выдерживающие зимнюю погоду), могут когда-нибудь помочь построить инфраструктуру в пустынях, на морском дне или, возможно, на других планетах.

М. Кайзер и др./Научная робототехника, 2018 г.

Мария Темминг

26 сентября 2018 г., 14:00

Подобно тому, как шелковичный червь использует одну нить, чтобы запеленать себя в коконе, новый вид робота наматывает одну нить материала вокруг своего тела, чтобы построить структуры из стекловолокна индивидуальной формы.

Новые роботы могут создавать строительные материалы по индивидуальному заказу на месте, в отличие от других трудолюбивых ботов, которые собирают готовые строительные блоки (SN: 22.03.14, стр. 8). Флоты роботов, вращающих стекловолокно, могут когда-нибудь возводить здания и мосты в отдаленных или опасных местах, сообщают исследователи 26 сентября в журнале Science Robotics.

Каждый робот размером чуть больше 1-литровой бутылки опоясан силиконовым баллоном и увенчан рукой, которая вращается как пропеллер. Чтобы построить кусок трубопровода, рука робота наматывает покрытую смолой стекловолоконную нить на свой раздутый силиконовый живот. Ультрафиолетовый свет затем затвердевает смолу и склеивает нити стекловолокна вместе. Когда робот завершает сегмент длиной 9 см, его живот сдувается, и машина поднимается вверх по трубе, где рука возобновляет вращение стекловолокна. Наклоняя трубку в новом направлении, бот может контролировать ее изгиб.

Дизайнер и робототехник Маркус Кайзер и его коллеги из Массачусетского технологического института заказали 16 своих роботов, вращающих стекловолокно, для создания изогнутых труб длиной до 4,1 метра. Этот букет труб из стекловолокна выдержал семь месяцев осенней и зимней погоды Массачусетса — «чрезвычайно впечатляющая» демонстрация возможностей ботов, говорит Натан Меленбринк, робототехник из Гарвардского университета.

По словам Радхики Нагпал, еще одного робототехника из Гарварда, машины могут объединить усилия с другими типами строительных роботов для создания более сложных конструкций из нескольких материалов. По ее словам, роботизированные строительные бригады могли бы создавать инфраструктуру в пустынях, под водой или в других опасных средах — возможно, даже на других планетах.

Боты, прядущие стекловолокно, в настоящее время управляются компьютером и могут строить только заранее спроектированные конструкции. Но будущие версии, оснащенные камерами, лазерами или другими датчиками, смогут координировать действия и реагировать на препятствия, позволяя на лету создавать конструкции для конкретных участков. Это может сделать их полезными для поддержки обрушившихся зданий во время поисково-спасательных операций, говорит Франческо Мондада, робототехник из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии.

Вопросы или комментарии к этой статье? Пишите нам по адресу [email protected] | Перепечатки: часто задаваемые вопросы

Версия этой статьи опубликована в выпуске журнала Science News от 27 октября 2018 года.

М. Кайзер и др. Проектирование многоагентной цифровой системы изготовления волоконно-композитных материалов. Научная робототехника. Опубликовано в Интернете 26 сентября 2018 г. doi: 10.1126/scirobotics.aau5630.

Мария Темминг, ранее работавшая штатным корреспондентом по физике в Science News, является помощником редактора Science News Explores. У нее есть степени бакалавра по физике и английскому языку, а также степень магистра в области научного письма.

Наша миссия — предоставлять общественности точные и интересные новости науки. Эта миссия никогда не была более важной, чем сегодня.

Как некоммерческая новостная организация, мы не можем обойтись без вас.

Ваша поддержка позволяет нам сохранить наш контент бесплатным и доступным для следующего поколения ученых и инженеров. Инвестируйте в качественную научную журналистику, делая пожертвования сегодня.