ИННОВАЦИИ: Робот-трубопроходец
В многочисленной семье роботов ожидается пополнение. Устройства, которые умеют передвигаться в узких трубах, разработали ученые из лаборатории робототехники и механотроники Института проблем механики РАН. Создание роботов, способных перемещаться в трубопроводах, - задача чрезвычайно актуальная. Идея запустить внутрь трубы машинку, которая могла бы найти дефект и устранить его, очень заманчива и потому давно привлекает исследователей. Для труб большого диаметра такие устройства уже существуют. Обычно это тележки на колесах или гусеницах, оснащенные видеокамерами и манипуляторами. Например, в Москве в системе Мосводоканала уже есть роботы, созданные в НПО "Тарис" (ранее спецлаборатория МВТУ им. Баумана). Они умеют не только ездить внутри труб диаметром больше 9 см, но и инспектировать их, а при необходимости удалить ненужные выпуклости или поставить заплатку.
Но как быть, если труба узкая, диаметром чуть больше сантиметра? Например, километры именно таких труб проложены на атомных электростанциях. Они нуждаются в особенно тщательном уходе. Разработка роботов, способных выполнить такое задание, продвигается в мире довольно успешно. В Японии, например, создан микроробот, внешне напоминающий личинку майского жука. Он умеет ползком перемещаться внутри тонких труб и шлангов и с помощью специальных сенсоров проверять, нет ли в них микротрещин и других микродефектов. Двигается он довольно быстро - со скоростью почти 120 см в минуту. В Америке тоже создан прототип робота размером с десятицентовик, который на своих крошечных резиновых колесиках или гусеницах умеет передвигаться со скоростью 50 см в минуту.
При всей своей привлекательности роботы, подобные тараканам или личинкам, обладают существенным недостатком - им не забраться вверх по трубе, особенно с грузом. А вот для механических систем, которые разработали для внутритрубных роботов ученые под руководством Валерия Градецкого, это не проблема. Их "механические трубочисты" смогут перемещаться по наклонным и вертикальным трубам, даже если диаметр трубы - всего один сантиметр. С этой задачей, по мнению исследователей, лучше всего справятся роботы с винтообразным, или пушпульным, т. е. двухтактным, принципом движения, когда робот на каждом шаге тем или иным способом прикрепляется к стенке трубы. Лабораторные образцы таких роботов-трубопроходцев уже созданы. Ползают они почти так же быстро, как и японские, - со скоростью до метра в минуту, и могут тащить за собой груз весом почти в 500 граммов.
Всякому механическому существу нужна энергия. "Трубопроходец" может получать ее как от батарейки, так и по тянущемуся за ним электропроводу. И тот и другой способ имеет свои преимущества и недостатки. Конечно, ничем не связанный робот выглядит более привлекательно, но где взять такую маленькую и мощную батарейку? Кроме того, за провод робота в крайнем случае можно вытащить обратно. А если уж сломается робот на батарейках, то его не достанешь.
Разработки Института проблем механики не ограничиваются роботами-трубопроходцами. Ученые создали роботов-верхолазов для работы на стенах небоскребов и роботов-гусениц, которые умеют, образно говоря, дотянуться до кнопки за углом. В планах ученых - миниатюрные летающие роботы. По заказу врачей ученые создали модель робота, заменяющего желудочный зонд. Размером с небольшую капсулу, такой робот сможет померить температуру и кислотность в каждой точке желудочно-кишечного тракта и с помощью встроенного передатчика отправить информацию на приемник в поликлинике. Для этого нужно только проглотить такую "умную капсулу" - дальше она все сделает сама.