Если вспоминать о существах, способных поднимать вес больше своего собственного, то на ум первым делом приходят муравьи. Однако живая природа, создавшая невероятных маленьких силачей, уступает пальму первенства искусственным созданиям. Роботы, которых сегодня разрабатывают специалисты из Стэнфордского университета, превосходят муравьёв и способны тянуть груз, превышающий их собственный вес в 1800 раз.
Бионика как подход давно показала свою невероятную перспективность. Уже многие десятилетия учёные и инженеры сознательно обращаются к опыту живой природы, чтобы создавать эффективную технику. Проявление бионического подхода – шагающие роботы, роботы-змеи или медузы, позаимствовавшие способ передвижения у живых существ. Уже созданы даже «птицелёты», летающие, как птицы (правда, в ограниченном объёме).
Эффект, известный как «сила Ван-дер-Ваальса», позволяет добиться невероятной эффективности грузоперевозки. Гекконы поднимают свои тела, присасываясь к вертикальным плоским стенам. Муравьи тащат груз, гораздо больший, чем они сами. Изучив природу их движения, стэнфордские специалисты создали Micro Tug. Эти миниатюрные роботы используют клей, который позволяет им легко фиксироваться и за счёт этого тащить вес, превышающий их собственный почти в 2000 раз.
Клей помещается на гибкие клинья, сделанные из силиконовой резины и размещённые на «лапках» роботов. В принципе, использовать эти клинья в обычных условиях необязательно. Но они необходимы для движения по вертикальной поверхности. Сила притяжения, которую обеспечивает клей, достаточна, чтобы робот не упал. В обычных условиях робот движется со спрятанными клиньями.
Чередуя упор и свободное движение, стэнфордские миниатюрные роботы могут удерживаться на любой поверхности и буксировать невероятные грузы. Для максимальной эффективности чередование должно быть очень быстрым: до 16 циклов в секунду. Вес такого робота – 12 грамм, при этом он может тащить груз массой до 21 кг. При вертикальном движении его максимальная нагрузка снижается, но перемещать вес в 200 раз больше собственного – это тем более впечатляет.
Не исключено, что роботы увеличенного размера, созданные по тому же принципу, смогут иметь сходную огромную грузоподъёмность. Хотя этому может помешать именно увеличение массы. Как мы знаем из живой природы, невероятный КПД муравья во многом связан с его «муравьиным» размером.
Разработчики тестировали различные материалы для создания роботов. Одна из основных проблем – питание. Роботы могут работать как от встроенных аккумуляторов, так и от внешних источников тепла, преобразуя тепловую энергию в электрическую.
На конференции ICRA 2015, посвящённой автоматизации и робототехнике, роботы будут представлены вживую. Пока что их создатели предлагают посмотреть видео, где робот размером со спичечную коробку доставляет, к примеру, чашку кофе. Теоретически сфера применения этих роботов огромна, от промышленности до спасательных и исследовательских работ.