«Апостериори»: Робот научился эффективнее двигаться, перекачивая воду внутри себя

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Робот научился передвигаться по земле, преодолевать ступени и плавать, не меняя способ движения – вместо этого он меняет распределение собственного веса.

Инженеры Нью-Йоркского университета создали амфибийного робота WorMa. Он состоит из пяти жёстких сегментов и движется волнообразно, примерно как змея или червь. Обычно роботам, рассчитанным на разные поверхности, приходится менять способ движения или использовать отдельные механизмы для суши и воды.

В работе, опубликованной 14 сентября 2026 года в Advanced Robotics Research, исследователи предложили другой подход. В голове и хвосте WorMa расположены два мягких резервуара, соединённых трубкой. Насос может перекачивать между ними воду и таким образом перемещать центр масс робота вперёд или назад.

Всего робот весит чуть больше килограмма, а перемещаемая вода – около 300 граммов, что составляет почти 28% его массы. Этого оказалось достаточно, чтобы один и тот же волнообразный цикл движения по-разному взаимодействовал с окружающей средой.

На подъёме выгоднее переносить воду к голове. Тогда передняя часть сильнее прижимается к поверхности и получает лучшее сцепление. В такой конфигурации WorMa смог подниматься по поверхности с уклоном до 19,5 градусов. В воде, наоборот, лучшим подходом оказалось сосредоточить массу в хвосте. В результате скорость выросла на 26%, а эффективность движения – примерно на 52% по сравнению с расположением центра масс спереди.

Самая наглядная демонстрация – преодоление ступени. При неизменном распределении массы робот не справлялся даже с небольшой преградой. Но при перенесении воды сначала вперёд, затем назад, а после зацепления головы снова вперёд, WorMa смог преодолеть ступень высотой 15 сантиметров. Он также самостоятельно входил в воду и выходил из неё.

Пока система далека от автономности. Полное перекачивание воды занимает около 110 секунд, а нужную конфигурацию оператор выбирает заранее. Авторы хотят использовать более быстрые насосы и датчики, чтобы робот сам определял тип поверхности.

Главная идея работы состоит в том, что адаптировать машину можно не только программой или дополнительными конечностями. Иногда достаточно изменить распределение уже имеющейся массы. Подобный принцип давно используют животные, подводные аппараты и даже человек, когда переносит вес тела перед шагом. Теперь такой подход пытаются превратить в отдельный инструмент робототехники.

Интересно, что робот всё время использовал один и тот же волнообразный способ движения. Вода в резервуарах не заменяет двигатель и не превращает машину из «ползущей» в «плавающую». Она меняет силы, с которыми разные части тела взаимодействуют с поверхностью или водой, за счёт чего тот же цикл суставов начинает работать эффективнее в новой среде.

Для практического применения особенно важна простота конструкции. Дополнительный механизм адаптации – это фактически насос, трубка и два мягких резервуара. Но нынешняя медленная перекачка показывает и главный компромисс: механически простая система пока реагирует на смену среды значительно медленнее, чем роботы с отдельными специализированными приводами.