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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Чем теплее становится в городах, тем меньше диоксида углерода поглощают деревья 12.10.2016 Ученые из США предупреждают о том, что с ростом температуры в городах способность деревьев поглощать диоксид углерода снижается на 12%. Городские деревья и кустарники представляют собой значительные хранилища CO2. Они поглощают его из атмосферы в процессе фотосинтеза через устьица - особые поры на обеих сторонах листьев, предназначенные для газообмена с атмосферой и испарения влаги. Поглощенный газ растения используют для роста тканей. В целом эта особенность растений благоприятна для климата, поскольку смягчает глобальное потепление. Подсчитано, что деревья в городских регионах США поглощают ежегодно 643 млн тонн CO2. Еще 25,6 млн тонн приходится на деревья в городах. Ученые под руководством Эмили Майнеке (Emily Meineke), постдока в Гарварде, следили в течение трех лет за 40 деревьями в 20 местах города Рейлиха (Raleigh) в Северной Калифорнии. Места для наблюдения выбрали по спутниковым снимкам: 10 относительно холодных мест и 10 необычно теплых. Обычно прохлада там, где больше зелени. Асфальт и здания, напротив, создают дополнительную теплоту. Хотя разница в температуре небольшая - всего 2-3 градуса по Фаренгейту. В каждом из 20 мест наблюдений ученые выбрали по два дуба иволистных. Каждый третий из дубов они обработали инсектицидным спреем. Идея состояла в том, что необработанные инсектицидом деревья в теплых местах будут расти медленнее, потому что их сильнее будут уничтожать насекомые. Насекомые - экзотермики, то есть их температура зависит от температуры окружающей среды. Чем теплее, тем активнее идет метаболизм насекомых, тем больше яиц они откладывают. Действительно через три года наблюдений выяснилось, что в теплых местах жуков больше, и необработанные деревья растут медленнее. В тоже время эти деревья меньше поглощают CO2. Когда же сравнили свежий прирост растений, обработанных инсектицидом, и прирост необработанных, то увидели, что жуки вредят больше ветвям, где они обитают, а не всему дереву. "Мы не знаем точно, сколько поглощается диоксида углерода в новых ветвях, но в целом по дереву немного", - цитирует издание Майнеке. Почему же деревья хуже растут в теплых местах? Авторы работы полагают, что таким образом дерево пытается уменьшить расход влаги в условиях роста температуры воздуха, поэтому оно закрывает устьица на листьях. В тоже время это снижает способность к фотосинтезу, производству энергии, росту и поглощению CO2. По мнению Майнеке, результаты работы будут полезны градостроителям, которые учитывают озеленение города в качестве поглотителя парниковых газов. Установленный учеными эффект будет усиливаться с ростом температуры. Значит, нужно выбирать такие деревья, которые будут поглощать CO2 в теплых и сухих условиях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026