В МАИ создали математическую модель движения роботов-капсул для гастроскопии и диагностики нефтепроводов
15 августа 2023
Фото: Vera Aksionava/iStock
Учёные МАИ разработали математическую модель движения так называемых вибрационных роботов-капсул. В перспективе эти изделия смогут заменить медицинские эндоскопы, которые сейчас широко применяют для диагностики заболеваний во время процедуры гастроскопии. Кроме того, такие устройства могут использоваться для исследования различных видов трубопроводов на предмет технического состояния.
Вибрационный робот имеет вид герметичной капсулы. Внутри неё расположена подвижная внутренняя масса, например, маятник или шар. Он перемещается по корпусу и тем самым генерирует вибрации аппарата, в результате робот начинает движение. Учёные МАИ провели компьютерные вычисления различных параметров динамики такого робота и разработали численный алгоритм, позволяющий аппарату двигаться с наибольшей средней скоростью. На следующем этапе специалисты планируют создать виртуальный прототип такого устройства. Благодаря маёвским расчётам инженеры на практике смогут программировать вибрационные роботы-капсулы для движения с оптимальной скоростью в разных средах.
— Вибрационные роботы могут быть довольно компактными и не превышать пары сантиметров в длину. Кроме того, у них надёжно изолированы внутренние части, — рассказал автор проекта, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры 802 «Мехатроника и теоретическая механика» МАИ Александр Шамин. — Это позволяет использовать их в достаточно «деликатных» внешних средах, например для медицинского обследования непосредственно в организме человека или животного. Капсулу можно оборудовать миниатюрной камерой с высоким разрешением и модулем для дистанционного управления.
Проектная работа ведётся на базе кафедры 802 «Мехатроника и теоретическая механика» МАИ. Исследования получили грантовую поддержку от Российского научного фонда в рамках Президентской программы исследовательских проектов. Полученные результаты в будущем могут быть полезны при проектировании вибрационных роботов, а также для разработки систем управления такими устройствами.
