Исследователи из Университета Цинхуа разработали WHERE-Bot — мягкого робота без колёс, который перемещается в сложных условиях, избегая препятствий без камер или датчиков. Устройство, готовящееся к демонстрации на конференции IEEE RoboSoft в апреле, использует уникальный принцип движения за счёт выворачивания пружинного кольца.

Идея проекта родилась случайно: во время лабораторного собрания учёные экспериментировали с игрушкой Slinky — пружиной, которая шагает по ступенькам. «Соединив её концы, мы обнаружили, что пружину можно бесконечно выворачивать наружу, создавая гипнотизирующий эффект перетекания цвета, — поделился Шугуан Ли, старший автор исследования. — Это натолкнуло нас на вопрос: как подобная структура поведёт себя в разных средах — от песка до воды или труб?»

Конструкция WHERE-Bot основана на гибком кольце с винтовой структурой, закреплённом на центральном узле с мотором. При вращении кольцо выворачивается, а асимметричное распределение массы создаёт неравномерное трение о поверхность, заставляя робота двигаться по круговой траектории. «С первого взгляда кажется, будто он движется хаотично, — объяснил ведущий автор Сыюань Фэн. — Но контакт с грунтом запускает самораскручивание: более тяжёлая часть кольца “перетягивает” робота, как массивный объект на орбите».

Ключевое преимущество технологии — встроенная в механику способность к навигации. При столкновении с препятствием гибкая структура деформируется, позволяя роботу откатиться и сменить направление без алгоритмов и вычислений. «Он действует как рептилия: извивается, отталкивается от преграды и продолжает движение, — добавил Ли. — Это идеально для исследований в непредсказуемой среде — например, в пещерах или разрушенных зданиях».

Учёные видят множество приложений: от картографирования подземных полостей и инспекции трубопроводов до создания развлекательных систем — например, аттракционов с «умными» бамперами. В будущем WHERE-Bot может обзавестись пропеллерами для движения в воде, шипами для сцепления с песком или покрытием с регулируемым трением.

Однако текущий прототип ограничен материалом: пластиковое кольцо деформируется и ломается при сильных нагрузках. «Мы тестируем более прочные композиты, — отметил соавтор Дэнфэн Янь. — Также планируем добавить функциональные элементы, например, барьеры для защиты или модули для забора проб среды».

Разработка WHERE-Bot отражает тренд мягкой робототехники на бионические решения, где механика заменяет сложную электронику. По мнению авторов, их подход не только расширяет понимание движения в природе, но и открывает путь к созданию систем, которые смогут работать там, где традиционные роботы бессильны — от подземных лабиринтов до экстремальных ландшафтов других планет.