곤충에서 영감을 받은 로봇, 복잡한 환경을 모니터링

피츠버그 대학교의 연구자들은 인간이 도달하기 어려운 복잡하고狭い 환경에서 사용할 수 있는 작은 곤충에서 영감을 받은 로봇을 설계했습니다.

새로운 연구는 “분자적으로 지시된, 기하학적으로 잠긴, 충동적인 작동이 서브그램 규모의 운동성을 강화한다”라는 제목으로 Advanced Materials Technologies 저널에 발표되었습니다. Advanced Materials Technologies.

영상 및 환경 평가

준펑 가오(Junfeng Gao)는 피츠버그 대학교 스완슨 공학대학원에서 산업공학 박사 과정 학생입니다. 그는 새로 개발된 로봇에 대한 연구를 주도했습니다.

“이 로봇은 영상이나 환경 평가를 위해 접근하기 어려운 지역에 사용할 수 있습니다. 물 샘플을 수집하거나 구조적 평가를 수행할 수 있습니다. 어디든지 접근하기 어려운 곳— 곤충이 갈 수 있지만 사람이 갈 수 없는 곳—이 기계는 유용할 것입니다.”

이것은 또 다른 예입니다. 연구자들은 오늘날의 마이크로봇을 구축하기 위해 자연에서 영감을 찾고 있습니다. 작은 생물체인 맨티스 새우와 벼룩은 충동적인 움직임에 의존하여 표면을 돌아다니는 더 에너지 효율적인 방식으로 움직일 수 있습니다. 이러한 움직임은 새로운 로봇에 복제되었습니다. 이 로봇은 폴리머 인공 근육으로 만들어졌습니다.

라비 샨카르(Ravi Shankar)는 피츠버그 대학교에서 산업공학 교수입니다. 그는 새로운 연구를 주도한 연구실을 운영합니다.

“화살을 활에 장전하고 쏘는 것과 같습니다. 로봇은 에너지를积累하기 위해 잠금을 걸고 충동적인 폭발로 앞으로 뛰어옵니다.”라고 샨카르는 설명했습니다. “通常, 우리가 작업하는 인공 근육의 작동은 khá 느립니다. 우리는 ‘이 인공 근육을 어떻게 사용하여 점프 작동을 생성할 수 있을까?’라는 질문에 관심을 두었습니다.”

분자적 순서와 기하학적 구조로의 전환

이 질문에 답하기 위해 팀은 분자적 순서와 기하학적 구조를 살펴보았습니다.

모흐센 타브리지(Mohsen Tabrizi)는 피츠버그 대학교 스완슨 공학대학원에서 산업공학 박사 과정 학생입니다. 그는 연구의 공동 저자입니다.

“폴리머 근육의 곡선형 합성 구조는 그것이 작동할 때 에너지를积累할 수 있습니다. 분子的 정렬은 자연界에서 영감을 받았으며, 그들의 결합된 작동은 구조에 에너지를积累합니다. 이것은 몇 볼트의 전기만으로 달성할 수 있습니다.”

로봇을 가벼우면서 다용도인 크리켓 크기로 설계함으로써, 그들은 모래와 같은 이동 표면을 따라 이동할 수 있습니다. 그들은 이러한 움직임을 단단한 표면 위에서와 마찬가지로 쉽게 수행할 수 있습니다. 가장 인상적인 것은 로봇이 물을 건너뛸 수 있다는 것입니다.

이 연구에는 공동 저자 아룰 클레멘트(Arul Clement)도 참여했습니다.