Для создания робота команда использовала электрогидравлические приводы, через которые проходит электричество. Приводы служат искусственными мышцами, которые приводят робота в действие. Эти мышцы окружены воздушными подушками, а также мягкими и жесткими компонентами, которые стабилизируют робота и делают его водонепроницаемым. Таким образом, высокое напряжение, проходящее через приводы, не может контактировать с окружающей водой. Источник питания периодически подает электричество по тонким проводам, заставляя мышцы сокращаться и расширяться. Это позволяет роботу грациозно плавать и создавать завихрения под своим телом.

"Когда медуза плывет вверх, она может захватывать предметы на своем пути, поскольку создает течения вокруг своего тела. Таким образом, он также может накапливать питательные вещества. Наш робот тоже циркулирует воду вокруг себя. Эта функция полезна при сборе таких предметов, как частицы отходов. Затем он может транспортировать мусор на поверхность, где впоследствии он может быть переработан. Он также способен собирать хрупкие биологические образцы, такие как рыбья икра. Между тем, никакого негативного воздействия на окружающую среду нет. Взаимодействие с водными видами происходит мягко и почти бесшумно", - объясняет Тяньлу Ван. Он является постдоком в отделе физического интеллекта MPI-IS и первым автором публикации.

Его соавтор Хен Чжун Чжу из отдела роботизированных материалов продолжает: "По оценкам, 70% морского мусора опускается на морское дно. Пластмассы составляют более 60% этого мусора, и на их разложение уходят сотни лет. Поэтому мы увидели настоятельную необходимость в разработке робота для манипулирования такими объектами, как мусор, и транспортировки его вверх. Мы надеемся, что подводные роботы однажды смогут помочь в очистке наших океанов".

Боты-медузы способны перемещать и захватывать объекты без физического контакта, действуя как в одиночку, так и с несколькими в комбинации. Каждый робот работает быстрее, чем другие аналогичные изобретения, достигая скорости до 6,1 см/с. Более того, Jellyfish-Bot требует лишь небольшой входной мощности - около 100 МВт. И это безопасно для людей и рыб, если полимерный материал, изолирующий робота, однажды разорвется на части. Между тем, шум, издаваемый роботом, невозможно отличить от фонового уровня. Таким образом, бот-медуза мягко взаимодействует с окружающей средой, не нарушая ее - совсем как его естественный аналог.

Робот состоит из нескольких слоев: одни придают роботу жесткость, другие служат для удержания его на плаву или изоляции. Дополнительный полимерный слой функционирует как плавающая оболочка. Искусственные мышцы с электрическим приводом, известные как HASELs, встроены в середину различных слоев. Хазели представляют собой пластиковые пакеты, заполненные жидким диэлектриком, которые частично покрыты электродами. Подача высокого напряжения на электрод заряжает его положительно, в то время как окружающая вода заряжается отрицательно. Это создает силу между положительно заряженным электродом и отрицательно заряженной водой, которая толкает масло внутри мешочков взад-вперед, заставляя мешочки сокращаться и расслабляться, напоминая настоящие мышцы. Гасели способны выдерживать высокие электрические напряжения, создаваемые заряженными электродами, и защищены от попадания воды изолирующим слоем. Это важно, поскольку мышцы ХАЗЕЛЯ никогда ранее не использовались для создания подводного робота.

Первым шагом была разработка медузы-бота с одним электродом и шестью пальцами или руками. На втором этапе команда разделила один электрод на отдельные группы, чтобы независимо приводить их в действие.

"Мы добились захвата предметов, заставив четыре рычага функционировать как пропеллер, а два других - как захват. Или же мы приводили в действие только часть рычагов, чтобы направлять робота в разных направлениях. Мы также рассмотрели, как мы можем управлять коллективом из нескольких роботов. Например, мы взяли двух роботов и позволили им подобрать маску, что очень сложно для одного робота в одиночку. Два робота также могут сотрудничать при переноске тяжелых грузов. Однако на данный момент нашему боту-медузе нужен провод. Это недостаток, если мы действительно хотим однажды использовать его в океане", - говорит Хен Чжун Чжу.

Возможно, провода, питающие роботов, скоро уйдут в прошлое. "Мы стремимся разрабатывать беспроводных роботов. К счастью, мы сделали первый шаг к достижению этой цели. Мы включили все функциональные модули, такие как аккумулятор и элементы беспроводной связи, чтобы в будущем можно было осуществлять беспроводные манипуляции", - продолжает Тяньлу Ван. Команда прикрепила блок плавучести в верхней части робота, а аккумулятор и микроконтроллер - в нижней. Затем они взяли свое изобретение поплавать в пруду Штутгартского кампуса Макса Планка и смогли успешно управлять им. Однако пока они не могли заставить беспроводного робота изменить курс и плыть в другую сторону.