Крупнейшие производители четвероногих роботов для привода лап робособак традиционно выбирают электромоторы, достигнув в этой области значительных успехов в плане подвижности и манёвренности. Однако настоящая анатомия живых существ формировалась в ходе эволюции миллионы лет на совершенно иных принципах, и робототехнике есть смысл у неё поучиться. Мышечная система отличается большей гибкостью и универсальностью, что открывает новые возможности для совершенствования роботизированных платформ.
Источник изображения: Advanced Robotics Research 2025
Любопытный подход к имитации мышечной ткани был предложен более семи десятилетий назад Джозефом Маккибеном (Joseph McKibben). Изначально его изобретение предназначалось для ортопедии, но оказалось крайне перспективным для робототехники. Приводы Маккибена, или пневматические актуаторы, представляют собой эластичные трубки в жёсткой оболочке, которая ограничивает их расширение, но позволяет имитировать сокращение мышц при подаче внутрь воздуха или жидкости. Японские инженеры применили эту технологию, чтобы с высокой точностью воссоздать анатомическое строение собачьей лапы и обеспечить роботу возможность передвигаться.
Особый акцент при разработке был сделан на конструкции плечевого пояса: как и у настоящего животного, конечности этого робота крепятся к корпусу исключительно посредством искусственных мышц, без использования жёстких суставов. Зрелище получается пугающее — словно с живого пса сняли кожу, оставив обнажённую мускулатуру, но прототип уже способен уверенно двигаться по прямой линии.
В японском прототипе задействовано 48 пневматических искусственных мышц: по 15 на каждую переднюю конечность и по 9 на задние. Поскольку передние лапы крепились к туловищу только мышцами, это повысило их подвижность и увеличило длину шага. Тем не менее, отсутствие пассивных стабилизирующих элементов, таких как суставные капсулы и связки, не позволяет машине самостоятельно удерживать массу собственного тела. Поэтому во время испытаний робот перемещался с опорой на вспомогательную тележку, хотя последовательность включения мышц и характер движений были весьма близки к естественным.
В перспективе разработчики планируют сформировать суставные компоненты и эластичные ткани, что даст роботу возможность обходиться без платформы и свободно перемещаться. Кроме того, специалисты собираются усовершенствовать пневматическую систему, чтобы ускорить отклик искусственных мышц и увеличить темп передвижения. Такие мускульно-скелетные машины представляют ценность не только для роботостроения, но и для медико-биологических изысканий: они способствуют исследованию двигательных функций живых организмов и разработке «бионических» протезов.
Кстати, ранее польская компания Clone Robotics продемонстрировала человекоподобного робота, анатомически точно повторяющего строение тела. Его вид вызывает не меньшее ощущение странности, чем японский робот-собака. Возможно, именно за таким подходом стоит будущее робототехники?
