Ερευνητές Ανάπτυσσουν Μαλακό Ρομποτικό Εντόμο με Τεχνητά Μύες

Ερευνητές στο Τμήμα Μηχανικής του EPFL έχουν αναπτύξει einen τύπο μαλακού ρομποτικού εντόμου που διαθέτει τεχνητούς μύες και μπορεί να προωθηθεί με ταχύτητα 3 εκατοστά ανά δευτερόλεπτο.

Οι πρόσφατες προόδους στην τεχνητή νοημοσύνη (AI) και τη ρομποτική μας φέρνουν πιο κοντά σε einen κόσμο που δεν θα μπορούσε να προβλεφθεί. Είναι ένας κόσμος που περιέχει τέτοια πράγματα όπως σμήνη ρομποτικών εντόμων.

Υπήρχαν δύο διαφορετικές εκδόσεις του μαλακού ρομποτικού εντόμου, που ονομάζεται DEAnsect, που αναπτύχθηκε από την ομάδα. Η πρώτη ήταν συνδεδεμένη με χρήση υπερλεπτών καλωδίων και είναι εξαιρετικά robust. Μπορεί να διπλωθεί και μπορεί ακόμη και να συνεχίσει να κινείται μετά από ένα χτύπημα με einen μπαταριά ή ένα παπούτσι.

Το δεύτερο μοντέλο που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές είναι ένα αδέσμευτο μοντέλο. Είναι πλήρως ασύρματο και αυτόνομο και ζυγίζει λιγότερο από 1 γραμμάριο, ακόμη και όταν μεταφέρει μια μπαταρία και όλα τα ηλεκτρονικά του компонέντα στην πλάτη του. Για τον εγκέφαλο του ευφυούς ρομποτικού εντόμου, υπάρχει ένας μικροελεγκτής και τα μάτια είναι φωτοδιόδους. Αυτό του επιτρέπει να αναγνωρίζει μαύρα και λευκά μοτίβα και το DEAnsect μπορεί να ακολουθήσει οποιαδήποτε γραμμή που σχεδιάζεται στο έδαφος.

Το DEAnsect ήταν αποτέλεσμα της εργασίας μιας ομάδας στο Εργαστήριο Μαλακών Μετατροπών του EPFL (LMTS). Συνεργάστηκαν με το Εργαστήριο Ολοκληρωμένων Ακτίνων (LAI) και συναδέλφους από το Πανεπιστήμιο του Cergy-Pontoise, Γαλλία. Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Science Robotics.

Το DEAnsect έχει διαηλεκτρικούς ελαστομερείς ακτίνες, ή DEAs. Είναι ένας τύπος τεχνητού μυός που είναι τόσο λεπτός όσο τα ανθρώπινα μαλλιά και προωθεί το έντομο προς τα εμπρός με τη χρήση δονήσεων. Οι DEAs είναι αυτοί που κάνουν το μαλακό ρομποτικό έντομο τόσο ελαφρύ και ικανό να κινείται γρήγορα. Οι DEAs cũng βοηθούν το μαλακό ρομποτικό έντομο να διαπλεύσει διαφορετικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των κυματιστών επιφανειών.

Οι τεχνητοί μύες περιέχουν μια ελαστομερή μεμβράνη που τοποθετείται μεταξύ δύο μαλακών ηλεκτροδίων. Όταν εφαρμοστεί μια τάση, τα ηλεκτρόδια συνδέονται μεταξύ τους και η μεμβράνη συμπιέζεται. Η μεμβράνη επιστρέφει στη αρχική της μορφή όταν η τάση απενεργοποιείται.

Κάθε ένα από τα τρία πόδια του μαλακού ρομποτικού εντόμου έχει τους μύες αυτούς τοποθετημένους σε αυτά. Η κίνηση παράγεται με την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της τάσης, αλλά πρέπει να γίνει πολύ γρήγορα. Η πραγματική ταχύτητα είναι 400 φορές ανά δευτερόλεπτο για να προωθήσει το μαλακό ρομποτικό έντομο.

Η ερευνητική ομάδα βασίστηκε σε τεχνικές νανο-κατασκευής για να ενεργοποιήσει τους τεχνητούς μύες να λειτουργούν σε χαμηλότερες τάσεις. Συγκεκριμένα, μειώθηκαν το πάχος της ελαστομερής μεμβράνης. Αναπτύχθηκαν επίσης μαλακά, υψηλά αγώγιμα ηλεκτρόδια που είναι μόνο quelques μόρια παχιά. Λόγω αυτής της σχεδίασης, οι ερευνητές μπόρεσαν να μειώσουν σημαντικά το μέγεθος της πηγής ενέργειας.

Ο Herbert Shea είναι ο διευθυντής του LMTS.

“Οι DEAs γενικά λειτουργούν σε birkaç kilovolt, που απαιτούν μια μεγάλη μονάδα παροχής ενέργειας”, εξηγεί ο Shea. “Η σχεδίασή μας επέτρεψε στο ρομπότ, που ζυγίζει μόνο 0,2 γραμμάριο, να μεταφέρει όλα όσα χρειάζεται στην πλάτη του. Αυτή η τεχνική ανοίγει νέες δυνατότητες για την ευρεία χρήση των DEAs στη ρομποτική, για σμήνη ευφυών ρομποτικών εντόμων, για επιθεώρηση ή απομακρυσμένες επισκευές, ή ακόμη και για την απόκτηση ενός βαθύτερου理解 των κοινωνιών εντόμων με την αποστολή ενός ρομπότ να ζήσει ανάμεσά τους”.

“Εργαζόμαστε目前 σε μια αδέσμευτη και πλήρως μαλακή έκδοση με το Πανεπιστήμιο του Stanford”, λέει ο Shea. “Σε μακροπρόθεσμο, σκοπεύουμε να τοποθετήσουμε νέους αισθητήρες και εκπομπός στα έντομα, ώστε να μπορούν να επικοινωνούν trực tiếp μεταξύ τους”.