مهندسون يخترعون روبوت بحجم الحشرات يمتلك خفة حركة الفهد

قام مهندسون في جامعة كاليفورنيا، بيركلي بتصميم روبوت بحجم الحشرات يمكنه الانعطاف والالتفاف بسرعة و敏اعة مثل الفهد. استوحى الفريق الإلهام من الحشرات والعناكب التي يمكنها المشي على الجدران والأرضيات باستخدام أقدام لاصقة متخصصة. يمكن للروبوت الجديد التنقل عبر مسارات معقدة وتجنب العقبات غير المتوقعة.

يتكون الروبوت من مادة رقيقة متعددة الطبقات يمكنها الانحناء والانكماش عند تطبيق جهد كهربائي.

في عام 2019، أظهر الفريق لأول مرة المادة مع روبوت بحجم الخنفساء يمكنه الحركة عبر سطح مستوٍ بسرعة 20 طول جسم في الثانية، أو حوالي 1.5 ميل في الساعة، وهو أسرع سرعة نسبية لأي روبوت بحجم الحشرات.

قدم لاصقة كهروستاتيكية

شملت الدراسة الجديدة إضافة قدمين لاصقتين كهروستاتيكيتين إلى الروبوت، ثم تطبيق جهد كهربائي على إحدى القدمين لزيادة القوة الكهروستاتيكية بين القدم والسطح. هذا أدى إلى لصق القدم بشكل أكثر ثباتًا على السطح بينما يدور phần còn lại من الروبوت حول القدم.

مع القدمين اللاصقتين، يتمتع المشغلون بالسيطرة الكاملة على مسار الروبوت. يمكنهم تمكين الروبوت من القيام بالمناورات بسرعة أكبر من معظم الحشرات.

ليوي لين هو أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة كاليفورنيا، بيركلي.

“كان روبوتنا الأصلي سريعًا جدًا، لكننا لم نستطع السيطرة على اتجاهه، وأحيانًا كان يتحرك عشوائيًا، لأن هناك اختلافًا طفيفًا في عملية التصنيع — إذا كان الروبوت غير متماثل — سوف ينحرف إلى جانب واحد،” قال لين. “في هذا العمل، كانت الابتكار الرئيسية هي إضافة هذه القدمين اللاصقة التي تسمح له بالقيام بدورات سريعة جدًا.”

سجل الفريق البحثي روبوتًا يتنقل عبر متاهات ليغو لاختبار وتبديد خفة حركته. كان يحمل مستشعرًا غازيًا وانحرف لتفادي الحطام الساقط. مع تصميمه، يمكن للروبوت الصغير تحمل الوزن عند خطوة إنسان يزن 120 رطل.

https://www.youtube.com/watch?v=TmRol48_DKs

استخدامات حقيقية

يمكن استخدام روبوتات صغيرة تشبه الحشرات مثل هذه في مهام البحث والإنقاذ أو لاستكشاف بيئات خطرة. على سبيل المثال، يمكن نشره للبحث عن تسريبات غاز محتملة.

كان الروبوت معظم الوقت موصولًا أو مدفوعًا بواسطة سلك كهربائي صغير، ولكن هناك نسخة غير موصولة تعمل بالطاقة من بطارية لمدة تصل إلى 19 دقيقة و31 مترًا.

“أحد أكبر التحديات اليوم هو صنع روبوتات بمقياس أصغر يحافظون على القوة والسيطرة مثل الروبوتات الأكبر،” قال لين. “مع الروبوتات الأكبر، يمكنك تضمين بطارية كبيرة ونظام تحكم، لا مشكلة. لكن عندما تحاول تقليل كل شيء إلى مقياس أصغر وأصغر، يصبح وزن هذه العناصر صعبًا على الروبوت لحمله، ويتحرك الروبوت ببطء شديد. روبوتنا سريع جدًا، قوي جدًا، ويتطلب قوة قليلة، مما يسمح له بحمل مستشعرات وإلكترونيات同时 مع حمل بطارية.”