В роботах будущего благодаря использованию механических предохранителей и легкоплавкого металла появится возможность автономного устранения возникающих повреждений.
Любой, даже робот, может получить травму или повреждение. По мере расширения сферы их применения вопрос ремонта становится все более актуальным. Поэтому разработчики по всему миру активно изучают самовосстанавливающиеся полимеры, способным самостоятельно восстанавливать повреждения. Однако в конструкции системы, которую японские робототехники представили на прошедшей в Макао конференции 2019 IEEE/RSJ IROS, используются металлы и сплавы.
Инженеры из Токийского университета разработали прототип роботизированной ноги. В конструкции ахиллово сухожилие, ответственное за передачу усилия на стопу, было выполнено с преднамеренным разрывом, который впоследствии был заделан специальным сплавом. Этот участок конструкции, подвергаясь высоким нагрузкам, разрушался первым, выполняя функцию «механического предохранителя» и предотвращая повреждения других компонентов системы.
Данный «предохранитель» включает в себя сплав с низкой температурой плавления (около 50 °С), а также пару пружин и магнитов. В случае разрыва сплавной детали, они возвращали обе половины к месту контакта, после чего активировались небольшие нагревательные элементы. Сплав переходил в жидкое состояние, восстанавливал соединение, а затем снова затвердевал, образуя единую конструкцию.
После примерно часового периода бездействия роботизированная система проводила самостоятельное восстановление. Изначально каждое подобное восстановление приводило к потере около 30 процентов прочности соединения. Однако специалисты усовершенствовали «предохранитель», добавив небольшие вибромоторы: если нагрев и восстановление сопровождались вибрацией, то снижение прочности не превышало 10 процентов.