Скажите слово «попкорн», и вы, вероятно, придумаете вкусное театральное угощение. Но эти маленькие ядра способны сделать гораздо больше, чем просто снять приглушенное напряжение фильма Джона Красински. Они содержат развертываемый резервуар силы. С добавлением тепла процесс высовывания высвобождает ящик энергии Пандоры, который, если его использовать, можно использовать.
Стивен Керон, инженер-механик из Корнелльского университета (и, как мы предполагаем, преданный попкорна), решил сделать это в серии экспериментов. В мае он представил потрясающие результаты на Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации: роботы на попкорне. Теперь, Керон записал свои результаты в газете - и это вызвало настоящий шум робототехники.
«Моя первая реакция состояла в том, чтобы задаться вопросом, была ли это очень хорошо исследованная шутка», - говорит Ади Азулай, разработчик дизайна в Microsoft, который не принимал участия в исследовании. «Но они сделали там все и достигли всего, что намеревались сделать».
Понятно, как все это может быть раздутым. Фраза «роботы на основе попкорна» пробуждает воодушевление, но, прежде чем ваше воображение сходит с ума с сюжетом B-фильма, детализирующим сверхинтеллектуальные гуманоиды, извергающие огненные ядра на улицы Манхэттена, имейте в виду, что функционирование на основе кукурузы все еще в его младенчество
Роботы, представленные в статье Керона «Приводы роботов, управляемых попкорном», просты: например, одна рука с тремя пальцами захватывает мягкий шар; другой поддерживает вес девятифунтовой гири.
Приводы - это компоненты устройств или систем, которые преобразуют энергию в целенаправленное движение, обычно для выполнения задачи - например, механизм, который закрывает и открывает клапан для выпуска пара. Но приводы могут выходить за рамки машин: например, ваш бицепс является своего рода приводом, поскольку он направляет энергию из ваших клеток в такие движения, как сгибание.
Когда появляется ядро попкорна, оно подвергается поразительным физическим преобразованиям. Применение нагреть суперпары паров воды внутри каплевидной формы самородка. В конце концов, давление нарастает до такой степени, что оно больше не может сдерживаться хрупкой внешней оболочкой, и содержание крахмала взрывается (между прочим, «хлопанье», которое вы слышите, на самом деле - это звук водяного пара под давлением, выделяющегося из его банки. кандалы). Это поистине вулканическое извержение - это то, что позволяет пируэту разложить крахмалистую, мягкую мякоть внутри, увеличившись в объеме до 15, 7 раз. Купаясь в относительно прохладном окружающем воздухе, волны высыхают и расселяются в пухлые, хрустящие облака, которые так хорошо сочетаются с маслом и солью.
Керон и его коллеги поняли, что они наблюдали, как эта энергия тратится слишком долго. В попытке использовать силу популярности, исследователи решили посмотреть, смогут ли они пойти против зерна и раздвинуть границы этого основного крахмала.
В одном эксперименте исследователи использовали попкорн для питания «заклинивающего» привода, придавая структурную целостность рыхлой внешней оболочке, когда ядра лопались. Попкорн прижался к себе, расширившись, сделав конструкцию достаточно жесткой, чтобы поднять висящий груз весом 100 грамм вверх. В другом, команда использовала попкорн исключительно в качестве источника энергии, помещая ядра в гибкий контейнер между двумя пластинами, прикрепленными проводами. Когда ядра разорвались, пластины раздвинулись, натянув проволоку и натянув зажим, похожий на руку, под зажим.
«Мы очень надеемся, что [эта работа] будет мотивировать других к рассмотрению нетрадиционных материалов, даже таких случайных, как попкорн», - говорит Керон в интервью с Эваном Акерманом из IEEE Spectrum .
Большой недостаток роботов на попкорне? Там нет Бенджамина Баттона, запугивающего эти банальные взрывы. Мало того, что это единовременный привод - но после того, как вы наполнили систему попкорном кукурузой, вам все равно нужно вычистить завалы (хотя, как отмечается в документе, изверженные ядра растворяются в воде через две недели), что хорошо, если вы работаете в очень и очень сжатые сроки).
Но то, что попкорну не хватает устойчивости, это компенсирует легкостью, экономичностью и биоразлагаемостью, особенно по сравнению с воздушным насосом, который, хотя и способен рециркулировать воздух через свою систему, также потребует относительно дорогого производственного процесса, который добавляет большой вес для роботизированной системы. Другими словами, возможно, попкорн может стать компостируемой тарелкой роботизированной посуды.
«Мы не всегда должны искать высокотехнологичные решения», - утверждает в пресс-релизе Cornell руководитель Ceron Кирстен Х. Петерсен, который руководит Коллективной лабораторией Embedied Intelligence Cornell. «Простые роботы дешевы и менее подвержены отказам и износу».
И, конечно же, попкорн очень съедобен. Одним из привлекательных применений может быть употребляемое в пищу устройство для медицинской процедуры, хотя сначала исследователи должны были бы очень осторожно поработать со своей механикой, чтобы гарантировать, что серия крахмалистых взрывов не нанесет ущерб человеческому организму. Еще одно препятствие, как указывает Азулай, заключается в том, что «хотя попкорн глотается, ни один из способов его употребления не существует».
Таким образом, хотя из этой работы, как обычно, могут быть получены знания, только время покажет, действительно ли полученные результаты стоят того.
