روبوتات لينة أسرع من ذي قبل تم تطويرها من قبل الباحثين

قام فريق من الباحثين بتطوير نوع جديد من الروبوتات اللينة التي تتحرك بسرعة أكبر من الإصدارات السابقة على الأسطح الصلبة أو في الماء. يمكن للروبوتات اللينة الجديدة، التي تم تصميمها بالاستفادة من البيوميكانيكا للفهود، أن ترفع الأشياء بعناية وتتمتع بقوة كافية لرفع الأشياء الثقيلة.

عنوان الورقة هو “استغلال عدم الاستقرار المرن لتحسين الأداء: روبوتات لينة سريعة وقوية مستوحاة من العمود الفقري”، ونشرت في جمعية العلوم الأمريكية للتقدم.

جاي يين هو أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية. وهو أيضًا مؤلف مراسل للورقة.

“الفهود هي أسرع الكائنات على الأرض، وتنشأ سرعتها وقوتها من انثناء عظامها العمودية”، يقول يين.

“كنا مستوحين من الفهد لإنشاء نوع من الروبوتات اللينة التي لديها عمود فقري مرن وباستقراريين، مما يعني أن للروبوت حالتين مستقرتين”، يواصل يين. “يمكننا التبديل بين هذه الحالتين المستقرين بسرعة عن طريق ضخ الهواء في القنوات التي تحيط بالروبوت اللين والصمоли. التبديل بين الحالتين ي释ع كمية كبيرة من الطاقة، مما يسمح للروبوت بالتحرك بسرعة على السطح، مما يعني أن قدميه تتركان الأرض.

“الروبوتات اللينة السابقة كانت زاحفة، وتبقى على اتصال مع الأرض في جميع الأوقات. هذا يحد من سرعتها.”

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

الإصدارات السابقة من الروبوتات اللينة

على الأسطح المستوية والصلبة، كانت أسرع الروبوتات اللينة السابقة قادرة على التحرك بسرعات تصل إلى 0.8 طول الجسم في الثانية.

الروبوتات اللينة التي تم إنشاؤها من قبل فريق الباحثين تنتمي إلى فئة جديدة من الروبوتات، تسمى “استغلال عدم الاستقرار المرن لتحسين الأداء”. وهي تتفوق بشكل كبير على الإصدارات السابقة، حيث يمكنها التحرك بسرعة 2.7 طول الجسم في الثانية، وهو أكثر من ثلاثة أضعاف السرعة. تعمل بتواتر منخفض يبلغ حوالي 3 هرتز.

يمكن للروبوتات اللينة الجديدة أيضًا الركض على المنحدرات الشديدة، وهو ما كان تحديًا كبيرًا أو مستحيلًا بالنسبة للإصدارات الأقل قوة.

الروبوتات اللينة من نوع LEAP يبلغ طولها حوالي 7 سنتيمترات ووزنها حوالي 45 غرام.

السرعة عند السباحة

تتمثل إحدى التطورات الأخرى مع الروبوتات اللينة الجديدة في أنها تتمتع بسرعات سباحة محسنة، والتي يمكن إنجازها عن طريق استبدال القدمين بذيل. عند القيام بذلك، يمكن للروبوت LEAP أن يصل إلى سرعة 0.78 طول الجسم في الثانية عند السباحة. كانت أسرع روبوت سباحة سابقة قادرة فقط على السباحة بسرعة 0.7 طول الجسم في الثانية.

“أظهرنا أيضًا استخدام عدة روبوتات لينة تعمل معًا، مثل المخالب، لرفع الأشياء”، يقول يين. “من خلال ضبط القوة التي ي施ها الروبوت، تمكنا من رفع أشياء دقيقة مثل البيض، بالإضافة إلى أشياء تزن 10 كيلوغرامات أو أكثر.”

يهدف فريق الباحثين إلى زيادة سرعة وقوة الروبوتات بشكل أكبر، مع اعتبار التطور الحالي مجرد بداية. لديهم تطبيقات مختلفة في الاعتبار، مثل تقنيات البحث والإنقاذ.

“التطبيقات المحتملة تشمل تقنيات البحث والإنقاذ، حيث السرعة أمر ضروري، وروبوتات التصنيع الصناعي”، يقول يين. “على سبيل المثال، تخيل روبوتات خطوط الإنتاج التي تكون أسرع، ولكن لا تزال قادرة على التعامل مع الأشياء الهشة.

“نحن مفتوحون للتعاون مع القطاع الخاص لتحسين الطرق التي يمكنهم من خلالها دمج هذه التقنية في عملياتهم.”

تم دعم العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.