Робот Bean-Bot без моторов и программирования

07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции.

Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов.

Основным источником энергии служит небольшая пружина, меняющая конфигурацию при нагревании. Когда ее температура достигает примерно 70-80 °C, накопленная механическая энергия высвобождается достаточно резко, чтобы подбросить робота в воздух. При этом Bean-Bot не располагает ни двигателями, ни аккумулятором, ни компьютером, который определял бы последовательность действий. После приземления характер его дальнейшего движения определяется геометрией корпуса, свойствами поверхности и взаимодействием магнитов.

Необычная форма оболочки позволяет роботу самостоятельно менять характер движения и возвращаться в рабочее положение. Одна сторона корпуса имеет округлую поверхность, благодаря которой Bean-Bot способен катиться, тогда как две другие стороны являются плоскими и помогают ему сохранять устойчивость. Такая конструкция также позволяет роботу переворачиваться после приземления, независимо от того, какой стороной он упал. В результате механическая форма фактически берет на себя часть функций, которые в обычных роботах выполняют датчики и программные алгоритмы.

Эксперименты показали довольно широкий набор возможностей для столь простой конструкции. Bean-Bot способен подпрыгивать на высоту до 30 сантиметров, перемещаться после прыжка примерно на 80 сантиметров, скользить по гладким поверхностям и переворачиваться как в воздухе, так и после соприкосновения с землей. В зависимости от силы магнитного взаимодействия робот также смог преодолевать склоны с углом наклона от 10 до 18 градусов.

Большую роль в поведении миниатюрной машины играет окружающая поверхность. На гладком покрытии после приземления Bean-Bot может продолжить движение вверх по наклонной поверхности или перейти к скольжению. Шероховатое покрытие чаще заставляет его двигаться по круговой траектории, а неровности способны заметно изменять направление и высоту последующего прыжка. Таким образом, внешняя среда становится своеобразным элементом механизма управления, хотя никаких электронных датчиков для ее анализа робот не использует.

Эффективность такого подхода подтверждает статистика испытаний. В серии из 92 прыжков примерно 81,5% завершались после первоначального подскока дополнительным перемещением - качением, скольжением, отскоком или переворачиванием. При этом сама конструкция остается чрезвычайно легкой: оболочка имеет массу около 3,8 грамма, а прыжковый механизм весит примерно 8 граммов. Корпус изготавливается с помощью 3D-печати, а основными функциональными элементами остаются пружина с памятью формы и магниты.

Пока у Bean-Bot есть существенное ограничение, связанное с источником энергии. Для активации пружины необходимо нагреть ее примерно до 70-80 °C, после чего перед срабатыванием может потребоваться от 30 до 180 секунд. Для восстановления механизма перед следующим циклом требуется еще около 130-140 секунд. Поэтому нынешний прототип нельзя назвать быстрым или универсальным роботом, однако исследователи рассматривают его как демонстрацию принципиально иной концепции. В будущем более совершенные материалы могут позволить снизить необходимую температуру и сократить интервалы между движениями.

<< Назад: Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

>> Вперед: Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Самозатягивающийся узелок 04.03.2004 Немецкие хирурги с недавних пор применяют шовный материал с памятью формы. Нить из специальной пластмассы заранее завязывают в узелок, нагрев до 40 градусов Цельсия. Затем ее охлаждают до комнатной температуры и распрямляют. Когда хирург делает шов, нить нагревается до температуры тела, и через 20 секунд на ее конце сам собой возникает узелок. Шов закреплен.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026