Inženýři vytvořili robot velikosti hmyzu s agilitou geparda

Inženýři z University of California, Berkeley vyvinuli robot velikosti hmyzu, který může měnit směr a otáčet se s agilitou geparda. Tým čerpal inspiraci z různých hmyzů a pavouků, kteří mohou chodit po stropě se speciálními lepkavými podrážkami. Nově vyvinutý robot může pohybovat komplexním terénem a vyhýbat se neočekávaným překážkám.

Robot je vyroben z tenkého, vrstveného materiálu, který může ohýbat a smršťovat, když je aplikováno elektrické napětí.

V roce 2019 tým poprvé demonstroval materiál s robotem velikosti švába, který mohl pohybovat po rovném povrchu rychlostí 20 délek těla za sekundu, nebo asi 1,5 mil za hodinu, což byla nejrychlejší relativní rychlost jakéhokoli robotu velikosti hmyzu.

Elektrostatické podrážky

Nová studie zahrnovala přidání dvou elektrostatických podrážek k robotu a poté aplikaci napětí na jednu z podrážek, aby se zvýžila elektrostatická síla mezi podrážkou a povrchem. To mělo za následek, že se podrážka držela pevněji na povrchu, zatímco zbytek robotu se otáčel kolem podrážky.

S dvěma podrážkami mají operátoři plnou kontrolu nad trajektorií robotu. Mohou umožnit robotu, aby dělal zatáčky s centripetální akcelerací, která je rychlejší než většina hmyzu.

Liwei Lin je profesor mechanického inženýrství na UC Berkeley.

„Našeho původního robota jsme mohli pohybovat velmi, velmi rychle, ale nemohli jsme opravdu ovládat, zda robot šel doleva nebo doprava, a často se pohyboval náhodně, protože pokud byl v procesu výroby malý rozdíl – pokud robot nebyl symetrický – šel bych do jedné strany,” řekl Lin. “V této práci byla hlavní inovace přidání těchto podrážek, které umožňují dělat velmi, velmi rychlé zatáčky.”

Výzkumný tým natočil robota, jak naviguje Lego bludiště, aby otestoval a ukázal jeho agilitu. Nesl malý plynový senzor a vyhýbal se padajícím překážkám. Díky svému designu je malý robot schopen vydržet, když na něj člověk o hmotnosti 120 liber šlápne.

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

Reálné použití

Malé roboty podobné hmyzu, jako je tento, by mohly být použity při záchranných misích nebo při prozkoumávání nebezpečných prostředí. Například by mohly být nasazeny, aby hledaly potenciální úniky plynu.

Robot byl většinou připojen k napájení prostřednictvím malého elektrického drátu, ale existuje i verze, která funguje na bateriovém napájení až 19 minut a 31 metrů.

“Jednou z největších výzev dnes je vytvoření menších robotů, které zachovávají sílu a kontrolu větších robotů,” řekl Lin. “S většími roboty můžete легко přidat velkou baterii a kontrolní systém, žádný problém. Ale když se snažíte zmenšit všechno na menší a menší měřítko, váha těchto prvků se stává obtížnou pro robota a robot se通常 pohybuje velmi pomalu. Náš robot je velmi rychlý, bastante silný a vyžaduje velmi málo energie, což mu umožňuje nést senzory a elektroniku, zatímco také nese baterii.”