Бристлбот

Bristlebot или brushbot — это чрезвычайно простая форма шагающего робота . Это один из самых простых мобильных роботов, как по своей функции, так и по конструкции. В результате такой простоты конструкции они стали популярными проектами на уровне школьных научных ярмарок .

Bristlebot — это простой робот с жестким корпусом, нижняя поверхность которого покрыта щетиной , как у щетки или бархата . Масса щетинок ориентирована таким образом, что они имеют общий наклон от вертикали. Это в целом одинаково по всему корпусу робота, так что это дает предпочтительное направление «вперед». Робот приводится в движение вибрацией своего корпуса. Действие этих вибраций через массу щетинок заключается в постепенном перемещении робота в предпочтительном направлении щетинок. ^[1] Существует некоторое сравнение между вибрацией bristlebot и биением бактериальных жгутиков .

Большинство щетинкоботов имеют электрический привод, использующий современные разработки в области маломассивных двигателей и батарей. Поскольку щетинкоботы имеют столь грубую локомоцию, как для эффективности, так и для контроля, они обычно не считаются подходящими для сложных систем управления или отзывчивого поведения.

Вибробот — родственный робот, но основанный на использовании пружинистых проволочных ног, а не щетинистых щеток. ^[2]

Виброботы, работающие на часовых механизмах или эластичных двигателях, имеют долгую историю, предшествовавшую электрическим щетинным роботам. Они были постоянной темой в работах бразильского дизайнера Чико Бикальо. ^{[3] [4]}

Строительство щетинкоботов стало популярным в середине 2000-х годов, когда вибромоторы для мобильных телефонов стали доступны как недорогие товары, либо из старых пейджеров и мобильных телефонов, либо напрямую с их китайских заводов. Они образуют идеальный источник питания для щетинкоботов, поскольку они и достаточно мощные, и достаточно легкие, даже с аккумулятором. ^[1] Типичный самодельный щетинкобот состоит всего из трех функциональных частей: головки зубной щетки , вибромотора и литиевой батарейки-таблетки . ^[5] Для сборки деталей используются клей, скотч или стяжки.

Зубную щетку следует выбрать и, по возможности, подстричь, чтобы получить плоскую контактную поверхность с большинством щетинок, выровненных в одном направлении. Изношенные зубные щетки часто бесполезны, так как их растопыренные щетинки направлены во все стороны. Такой щетинкобот может затем вращаться или колебаться, но без перемещения. Некоторые новые щетки могут иметь очень вертикальные щетинки, которые не создают большого движения, если только они не подстрижены под наклоном. ^[5]

Групповое строительство щетинкоботов — это научно-популярный проект для детей, реализуемый в школах, на ярмарках творчества и т. п.

Существуют наборы для «упрощения» сборки и добавления декора, ^[6] хотя это далеко не обязательно.

Artbots или drawbots могут быть построены путем добавления ручек к bristlebot или использования нескольких подходящих ручек в качестве самих щетинок. ^[7] Такие роботы используются на большом листе бумаги, где они оставляют за собой нарисованный след. Этот след указывает на эффективность bristlebot, его пройденное расстояние от начала до конца по отношению к окружному расстоянию вдоль его кривого пути.

Последние головки зубных щеток, такие как Oral-B Pulsar, включают резиновые лезвия, а также жесткую щетину. Это делает щетинный робот еще более эффективным, который быстрее движется по прямой. ^[8]

Бытовые щетки для мытья посуды с более мощными двигателями можно использовать для создания более крупных щеткороботов с такой же простой конструкцией. ^[9]

Разделив привод на две головки щетки, щетинный робот может начать иметь рулевое управление. Простая робототехника с давно установленной схемой может затем использоваться для независимого управления каждой стороной с двумя двигателями. Управляя их относительной мощностью по отношению к внешнему стимулу, такому как свет, можно построить робота с простым поведением, таким как поиск света или избегание света. ^{[10] [11]} Эту идею создания управляемого, управляемого щетинного робота можно дополнительно расширить, используя микроконтроллер с поддержкой WiFi, чтобы создать щетинного робота, которым можно управлять со смартфона или даже научить управлять им автономно. ^[12]

В робототехнике BEAM сложный щетинкобот может начать напоминать шагохода , хотя эти многоногие роботы обычно гораздо более сложны, используя несколько приводов с независимым управлением.

Популярная серия игрушечных роботов Hexbug началась с Hexbug Nano, щетинкобота. Nano V2, развитие оригинального Nano, выпущенного в 2013 году, ^[13] имеет три дополнительных гибких шипа на верхней поверхности. ^[14] Это дает им новую возможность вертикально подниматься между двумя надлежащим образом расположенными пластинами или стенками труб. Поскольку верхние шипы представляют собой лишь узкий ряд, «боты» неустойчивы в перевернутом положении и поэтому становятся самовосстанавливающимися.

С ними предлагается множество прозрачных пластиковых трубчатых сред обитания. Они варьируются от простой вертикальной трубы для демонстрации лазания до многоботовых сред обитания с несколькими горизонтальными аренами, соединенными изогнутыми трубами для лазания из прозрачного пластика. Доступны различные дополнительные детали трубчатых наборов для строительства , включая скрученные трубы и воронки ^[14]

В игре «Электрический футбол» игроки с щетинистыми основаниями перемещаются по вибрирующему игровому полю.