Insinöörit kehittivät hyönteisen kokoisen robotin, jolla on kirvin nopeus ja ketteryyttä

Kalifornian yliopiston Berkeleyn insinöörit ovat kehittäneet hyönteisen kokoisen robotin, joka pystyy kääntymään ja liikkumaan kirvin nopeudella ja ketteryydellä. Ryhmä sai inspiraation erilaisista hyönteisistä ja hämähäkeistä, jotka pystyvät kävelemään ylösalaisin erityisten imukykyisten jalkapohjien avulla. Uuden robotin on mahdollista liikkua monimutkaisessa maastossa ja välttää odottamattomia esteitä.

Robotti on valmistettu ohuesta, kerroksellisesta materiaalista, joka voi taipua ja supistua, kun siihen käytetään sähkövirtaa.

Vuonna 2019 ryhmä esitteli ensimmäisen kerran materiaalin, jolla varustettu, torakkojen kokoinen robotti pystyi liikkumaan tasaisella pinnalla 20 ruumiinmittaa sekunnissa, eli noin 1,5 mailia tunnissa, mikä oli nopein suhteellinen nopeus hyönteisen kokoisella robotilla.

Elektrostaattiset jalkapohjat

Uudessa tutkimuksessa ryhmä lisäsi robotiin kaksi elektrostaattista jalkapohjaa, ja he soittivat jompaan kumpaan jalkapohjaan sähkövirtaa, jotta elektrostaattinen voima jalkapohjan ja pinnan välillä kasvaa. Tämä johti siihen, että jalkapohja tarttui lujemmin pintaan, kun robotti kiersi jalkapohjan ympäri.

Kahden jalkapohjan ansiosta operointi voi hallita robotin liikettä täysin. He voivat antaa robotille mahdollisuuden tehdä käännöksiä, joissa on sentripetaalinen kiihtyvyys, mikä on nopeampaa kuin useimmat hyönteiset.

Liwei Lin on mekaniikan professori UC Berkeleyn yliopistossa.

“Alkuperäinen robottiemme pystyi liikkumaan hyvin nopeasti, mutta emme voineet hallita, mihin suuntaan robotti meni, ja usein se liikkui satunnaisesti, koska jos valmistusprosessissa oli pieni ero – jos robotti ei ollut symmetrinen – se kallistui toiseen suuntaan”, Lin sanoi. “Tässä työssä merkittävin innovaatio oli näiden jalkapohjien lisääminen, joiden ansiosta se pystyy tekemään hyvin nopeita käännöksiä.”

Tutkimusryhmä kuvasi robotin navigoimassa Lego-labyrinteissä sen ketteryyden testaamiseksi ja osoittamiseksi. Se kantoi pientä kaasuanturia ja kääntyi välttääkseen putoavan esineen. Sen suunnittelun ansiosta pieni robotti pystyy kestämään 120-paunan ihmisen askelen.

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

Praktiset sovellukset

Pienet hyönteismäiset robotit, kuten tämä, voivat olla käytössä etsintä- ja pelastustehtävissä tai tutkimassa ja kartoittamassa vaarallisia ympäristöjä. Esimerkiksi sitä voidaan käyttää etsimään mahdollisia kaasuvuotoja.

Robotti oli pääosin kiinni johtimessa, tai se sai voimansa pienestä sähköjohtimesta, mutta on myös versio, joka toimii paristovirralla jopa 19 minuuttia ja 31 metriä.

“Yksi suurimmista haasteista tänään on tehdä pienempiä robotteja, jotka säilyttävät suurempien robotien tehon ja hallinnan”, Lin sanoi. “Suuremmilla robotteilla voit sisällyttää suuren paristonsäilyttimen ja hallintajärjestelmän, ei ongelmia. Mutta kun yrität kutistaa kaikkea pienemmäksi ja pienemmäksi, niiden osien paino tulee vaikeaksi robotille kantaa, ja robotti liikkuu yleensä hyvin hitaasti. Meidän robotti on hyvin nopea, melko vahva ja vaatii hyvin vähän virtaa, mikä mahdollistaa sen kantaa antureita ja elektroniikkaa samalla, kun se kantaa paristoa.”