Nejrychlejší měkké roboty vyvinuli výzkumníci

Skupina výzkumníků vyvinula nový typ měkkého robota, který je rychlejší než předchozí verze při pohybu po pevných površích nebo ve vodě. Nové měkké roboty, které byly inspirovány biomechanikou gepardů, mohou také jemně zvedat předměty a mají dostatečnou sílu, aby zvedly těžké předměty.

Článek se jmenuje “Leveraging elastic instabilities for amplified performance: Spine-inspired high-speed and high-force soft robots”“ a byl zveřejněn v American Association for the Advancement of Science.

Jie Yin je asistent profesora mechanického a aerokosmického inženýrství na North Carolina State University. Je také korespondenčním autorem článku.

“Gepardi jsou nejrychlejší tvorové na souši a jejich rychlost a síla pocházejí z ohýbání jejich páteře,” říká Yin.

“Byli jsme inspirováni gepardem, abychom vytvořili typ měkkého robota, který má pružinou poháněnou, „bistabilní“ páteř, což znamená, že robot má dva stabilní stavy,” pokračuje Yin. “Můžeme přepínat mezi těmito stabilními stavy rychle tím, že čerpáme vzduch do kanálů, které lemují měkkého, silikonového robota. Přepínání mezi těmito dvěma stavy uvolňuje významné množství energie, což umožňuje robotovi rychle vyvinout sílu proti zemi. To umožňuje robotovi galopovat po povrchu, což znamená, že jeho nohy opouštějí zem.

“Předchozí měkké roboty byly plazení, které zůstávaly v kontaktu se zemí ve všech případech. To omezuje jejich rychlost.”

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

Předchozí verze měkkých robotů

Na rovných a pevných površích byly předchozí nejrychlejší měkké roboty schopny pohybovat se rychlostí až 0,8 délky těla za sekundu.

Měkké roboty vytvořené skupinou výzkumníků patří do zcela nové třídy robotů, nazvané Leveraging Elastic Instabilities for Amplified Performance” (LEAP). Velmi překonávají předchozí roboty, schopné pohybovat se rychlostí 2,7 délky těla za sekundu, což je více než třikrát rychlejší. Provozují se na nízké frekvenci aktivity kolem 3Hz.

Nové měkké roboty mohou také běhat po strmých svazích, což bylo dříve velkou výzvou nebo dokonce nemožné pro méně výkonné roboty.

Roboty LEAP jsou asi 7 centimetrů dlouhé a váží kolem 45 gramů.

Rychlost plavání

Další vývoj nových měkkých robotů spočívá v tom, že mají zlepšené rychlosti plavání, které lze dosáhnout výměnou nohou za ploutev. Při tomto způsobu může robot LEAP dosáhnout rychlosti 0,78 délky těla za sekundu při plavání. Předchozí nejrychlejší plavecký robot byl schopen dosáhnout rychlosti pouze 0,7 délky těla za sekundu.

“Také jsme demonstrovali použití několika měkkých robotů, které pracují společně, jako kleště, aby zvedly předměty,” říká Yin. “Regulací síly, kterou roboty vyvinuly, jsme byli schopni zvednout předměty tak jemné, jako je vejce, a také předměty vážící 10 kilogramů nebo více.”

Skupina výzkumníků se bude snažit zvýšit rychlost a sílu robotů ještě více, přičemž současný vývoj považují za pouhý začátek. Mají na mysli různé aplikace, jako jsou technologie pro vyhledávání a záchranu.

“Potenciální aplikace zahrnují technologie pro vyhledávání a záchranu, kde je rychlost nezbytná, a průmyslovou výrobní robotiku,” říká Yin. “Například si představte výrobní linky, které jsou rychlejší, ale stále schopné zvedat křehké předměty.

“Jsme otevřeni spolupráci s privátním sektorem, abychom fine-tunovali způsoby, jak mohou tuto technologii začlenit do svých operací.”

Práce byla podporována National Science Foundation.