昆虫にインスパイアされたロボットが複雑な環境を監視する

ピッツバーグ大学の研究者は、人間が到達しがたい複雑で狭い環境で使用できる、小型の昆虫にインスパイアされたロボットを設計しました。

新しい研究「分子的に導かれた、幾何学的にロックされた、インパルス駆動がサブグラムスケールの運動性を実現する」は、Advanced Materials Technologies誌に掲載されました。

画像化と環境評価

スワンソン工学学校の産業工学の博士課程学生であるJunfeng Gaoは、新しく開発されたロボットの作業を主導しました。

「これらのロボットは、画像化または環境評価のために狭い領域にアクセスするために使用できます。水のサンプルを採取したり、構造評価を実行したりできます。バグが行くことができるが、人が行くことができない場所にアクセスしたい場合は、これらのマシンは役に立つでしょう。」とGaoは述べました。

これは、研究者が今日のマイクロボットを構築するためのインスピレーションを自然に求めるもう一つの例です。小さな生物であるマンティスシュリムプやイエバエは、エネルギー効率の高い方法で表面を移動できます。これらの動きは、新しいロボットに複製されました。ロボットはポリマー人工筋肉で作られています。

ピットの産業工学教授であるRavi Shankarは、新しい研究を主導する研究所を管理しています。

「これは、弓に矢をセットして射ることと似ています。ロボットはエネルギーを蓄えるためにロックオンし、そしてそれを一気に解放して前進します。通常、私たちが扱う人工筋肉の駆動はかなり遅いです。私たちは、人工筋肉を使用してジャンピング駆動を生成する方法を学びたいと思いました。」とShankarは述べました。

分子秩序と幾何学への転換

この質問に答えるために、チームは分子秩序と幾何学を調べました。

スワンソン工学学校の産業工学の博士課程学生であり、この研究の共著者であるMohsen Tabriziです。

「ポリマー筋肉の曲線状の複合形状により、エネルギーを蓄えることができます。筋肉内の分子の配置は、自然界からインスピレーションを得ています。結合された駆動により、構造にエネルギーを蓄えることができます。これは、数ボルトの電気だけを使用して実現できます。」とTabriziは述べました。

ロボットをバッタサイズで軽量かつ多目的のものに設計することで、砂などの動く表面を移動できます。ロボットはこれらの動きを、硬い表面上で行うのと同じくらい簡単に実行できます。最も印象的なのは、ロボットが水の上を飛び越えることができることです。

この研究には、共著者であるArul Clementも参加していました。