חוקרים מפתחים חרק רובוטי רך עם שרירים מלאכותיים

חוקרים ב בית הספר להנדסה של EPFL פיתחו סוג של חרק רובוטי רך שיש לו שרירים מלאכותיים, וניתן להניע אותו במהירות של 3 ס"מ לשנייה. 

ההתקדמות האחרונה בתחום הבינה המלאכותית (AI) והרובוטיקה מקרבת אותנו לעולם שלא ניתן היה לחזות מראש. זה עולם שמכיל דברים כמו נחילי חרקים רובוטיים. 

היו שתי גרסאות שונות של החרק הרובוטי הרך, שנקרא DEAnsect, שפותח על ידי הצוות. הראשון היה קשור באמצעות חוטים דקים במיוחד, והוא חזק במיוחד. הוא מסוגל להתקפל, והוא יכול אפילו להמשיך לזוז לאחר שנפגע ממכת זבובים או מרוסק על ידי נעל. 

המודל השני שפותח על ידי החוקרים הוא מודל לא קשור. הוא אלחוטי ואוטונומי לחלוטין, והוא שוקל פחות מ-1 גרם גם כאשר הוא נושא על גבו סוללה וכל הרכיבים האלקטרוניים שלה. עבור המוח של החרק הרובוטי החכם, יש מיקרו-בקר, והעיניים הן פוטודיודות. זה מאפשר לזהות דפוסי שחור ולבן, וה-DEAnsect מסוגל לעקוב אחר כל קו שמצויר על הקרקע.

ה-DEAnsect היה תוצאה של עבודה שנעשתה על ידי צוות במעבדת המתמרים הרכים של EPFL (LMTS). הם עבדו עם מעבדת המפעילים המשולבים (LAI) ועמיתים מה-
אוניברסיטת סרגי-פונטואז, צרפת. המחקר פורסם לאחרונה ב רובוטיקה מדעית.

ל-DEAnsect יש מפעילי אלסטומר דיאלקטריים, או DEA. הם סוג של שריר מלאכותי דק כמו שיער אדם, והוא מניע את החרק קדימה באמצעות תנודות. ה-DEA הם שהופכים את החרק הרובוטי הרך לכל כך קל ומסוגל לנוע במהירות. ה-DEA גם עוזרים לחרקים הרובוטיים הרכים לתמרן סביבות שונות, כולל משטחים גליים.

השרירים המלאכותיים מכילים קרום אלסטומר המונח בין שתי אלקטרודות רכות. כאשר מופעל מתח, האלקטרודות מחוברות זו לזו, והממברנה נדחסת. לאחר מכן, הממברנה חוזרת לצורתה הראשונית לאחר כיבוי המתח. 

לכל אחת משלוש הרגליים של החרק הרובוטי הרך יש את השרירים האלה. התנועה נוצרת על ידי הפעלה וכיבוי של המתח, אך יש לבצע אותה מהר מאוד. הקצב בפועל הוא 400 פעמים בשנייה כדי להניע את החרק הרובוטי הרך.

צוות המחקר הסתמך על טכניקות ננו-ייצור על מנת לאפשר לשרירים המלאכותיים לעבוד במתחים נמוכים יותר. באופן ספציפי, הם הפחיתו את עובי ממברנת האלסטומר. הם גם פיתחו אלקטרודות רכות עם מוליכות גבוהה שעובין רק כמה מולקולות. בגלל התכנון הזה, החוקרים הצליחו להקטין מאוד את גודל מקור הכוח.

הרברט שיי הוא מנהל LMTS.

"DEA פועלים בדרך כלל בכמה קילו-וולט, אשר דורשים יחידת אספקת חשמל גדולה", מסביר שיי. "העיצוב שלנו אפשר לרובוט, ששוקל בעצמו רק 0.2 גרם, לשאת את כל מה שהוא צריך על הגב שלו. טכניקה זו פותחת אפשרויות חדשות לשימוש נרחב ב-DEA ברובוטיקה, עבור נחילי חרקים רובוטיים חכמים, לבדיקה או תיקונים מרחוק, או אפילו להשגת הבנה מעמיקה יותר של מושבות חרקים על ידי שליחת רובוט לחיות ביניהן".

"אנחנו כרגע עובדים על גרסה לא קשורה ורכה לחלוטין עם אוניברסיטת סטנפורד", אומר שיי. "בטווח הארוך יותר, אנו מתכננים להתאים חיישנים ופולטים חדשים לחרקים כדי שיוכלו לתקשר ישירות אחד עם השני."