Техника - молодёжи 2003-09, страница 4

ПРОБЛЕМЫ

РЕШЕНИЯ

Станислав ЗИГУНЕНКО

«ТЯНИТОЛКАИ»

«Мал, да удал», — известная пословица оказалась верна и в мирю роботов.

логичен. Всем ведь известно, что пожары, как и прочие бедствия, лучше предотвращать, чем ликвидировать. А потому основная профессия нынешнего детища ученого — робот-инспектор. И то, что он маленький — не более 2 см в длину и около 4 мм в диаметре — так для его нынешней работы это несомненный плюс. Во-первых, крошечный робот в любую щель пролезет, в самый тонкий трубопровод пройдет. Во-вторых, на малую массу слабо действует сила тяжести, а то, в свою очередь, позволило применить в конструкции нетрадиционные способы передвижения.

«Роботы для инспекции трубопроводов большого диаметра существуют уже довольно давно, — рассказывал Валерий Георгиевич. — Передвигаются они либо с потоком жидкости, либо на своих собственных колесах и исправно выполняют свои обязанности — инспектируют изнутри состояние стенок нефте- и газопроводов, отмечают, в каком месте имеются те или иные дефекты — трещины, раковины, свищи...» Для проверки же трубопроводов малого диаметра — а их немало, скажем, в ядерных и химических реакторах, биотехнологических и фармацевтических установках — приходилось использовать доволь-

Первые промышленные роботы были громоздкими и неуклюжими. Нынешние — куда компактней и ловчее. Но самыми перспективными, как показал Второй международный симпозиум микророботов, микромашин и микросистем, прошедший недавно при самом деятельном участии сотрудников Института проблем механики РАН, оказались малыши, которых невооруженным глазом и заметить-то трудно.

«Движение устройств микронного размера мало зависит от силы тяжести, а больше — от трения, сцепления с поверхностью, — рассказал руководитель лаборатории робототехники и механотроники ИПМ РАН, профессор В.Г.Градецкий. — Микророботы могут ползать, как червяки в земле, скользить в потоке жидкости, словно угри, и даже парить в воздухе, подобно пушинкам одуванчика...»

Многие годы Валерий Георгиевич вместе с коллегами работал над созданием роботов обычных размеров. В свое время мы, например, рассказывали о роботе-пожарном, который позаимствовал у насекомых способность передвигаться по стенкам и даже по потолку. Он удерживался на вертикальной поверхности с помощью особых присосок.

Переход к нынешней разработке для профессора Градецкого вполне

ФИЗИКИ ПОДБИРАЮТСЯ К БОЛЬШОМУ ВЗРЫВУ

(Окончание. Начало нас. 1).

Жители Лонг-Айленда, во всяком случае, в большинстве своем верят в могущество науки. И сильно беспокоятся по этому поводу. А что, если ученые парни малость переборщат? И над Лонг-Айлендом возникнет, к примеру, черная дыра? Разумно ли проводить подобные эксперименты в каких-то жалких милях от городских кварталов?! Большой Взрыв — ведь это самый мощный взрыв за весь период существования Вселенной?..

Никакой опасности для человечества наше исследование не несет! — разъясняют физики на своем интернет-сайте, специально предназначенном для перепуганной общественности. Сатоши Озаки, директор Лаборатории RHIC, настойчиво подчеркивает необычайную важность этой работы: «Много лет мы подбирали друг к другу отдельные кусочки общей картины, и теперь, похоже, все они на своих местах... Мы уже зафиксировали самые впечатляющие субатомные взрывы из тех, что когда-либо наблюдались, и это открывает перед нами новую эру в изучении ядерной материи».

Если кто не знает, лонг-айлендский RHIC — это очень, очень большая штуковина, которая включает в себя два кольцевых ускорителя около 4 км в поперечнике, а каждое из этих колец, в свою очередь, включает в себя несколько тысяч сверхпроводящих магнитов. Ионизированные атомы разгоняют в этих кольцах в противоположных направлениях, чтобы в конце концов столкнуть оба пучка лоб в лоб между суперчувствительными детекторами, которые самым скрупулезным образом фиксируют субатомные взрывы и их продукты в виде нейронов и разнообразной плазмы. В итоге, обработав солидный массив накопленных данных, сотрудники Лаборатории RHIC рассчитывают получить невероятно ценную информацию о первых наносекундах Сотворения Вселенной.

Чтобы ионы при лобовом столкновении расщепились на составляющие субчастицы (кварки и глюоны). их приходится разгонять до 99,995% скорости света. При столкновении на таких скоростях температура субатомных взрывов в 100 тысяч раз превышает температуру Солнца. И если Лонг-Айленд внезапно исчезнет с лица Земли, мы, по крайней мере, будем знать, отчего это произошло. ■

но громоздкие установки рентгеновского, ультразвукового и иных видов наружного контроля. Но дефект-то чаще всего развивается изнутри, и снаружи его обнаружить куда сложнее.

И теперь вот появились роботы-инспекторы, которые позволяют осуществлять контроль намного проще и эффективнее. Запустил кроху-робота с миниатюрной телекамерой внутрь трубы, и он старательно осмотрит ее миллиметр за миллиметром..

Для передвижения подобных роботов можно использовать разные способы — электростатические, пьезоэлектрические, ультразвуковые... Сотрудники лаборатории робототехники и механотроники использовали, пожалуй, самый простой и надежный — механический. «Данный робот-малютка действует на принципе push-pull, что можно перевести с английского как «тянитолкай», — пояснил Градецкий.

То есть, говоря совсем уж упрощенно, механизм в какой-то мере уподобляет себя... дождевому червю. Тот сначала проталкивает по проделываемому в земле проходу свою переднюю часть, закрепляет ее, а потом подтягивает к ней заднюю. Так и ползет.

Правда, движущийся по трубе микроробот, больше похож на малокалиберный патрон, чем на живого червя. Там, где головка «пуля», размещается миниатюрная телекамера. Позади — в «гильзе» — находится электромагнитная катушка, внутри которой перемещается сердечник-шток, соединяющий обе части воедино. Подали электроимпульс одной полярности — шток выдвинулся, противоположной — втянулся. Энергия для движения и работы телекамеры, миниосветителя, а также полученная видеоинформация передаются по тонкому кабелю, хвостиком тянущемуся за роботом. За него же робот и вытаскивают из трубопровода по окончании инспекции или если он вдруг застрянет.

«Вообще-то принцип push-pull давно известен инженерам, но никто ранее не применял его в микророботах, — пояснил Градецкий. — Самое сложное — закрепить выдвинутый шток, чтобы подтянуть к нему всю конструкцию...»

Сделать это опять-таки можно различными способами — гидравлическим или пневматическим, когда головную часть конструкции слегка раздувают, электромагнитным (при пуске тока головная часть просто примагничивается к стальной стенке трубопровода) и т.д. Сотрудники лаборатории снова избрали самый простой способ — механический; головная часть как бы «заякоривается» специальными приспособлениями. Причем так надежно, что робот способен передвигаться даже по вертикальному трубопроводу. Правда,

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 9 20 03