Onderzoekers hebben insect-achtige robots gebaseerd op kakkerlakken ontwikkeld

Onderzoekers aan de University of California, Berkely hebben een kleine, insect-achtige robot gebaseerd op een kakkerlak gemaakt. Het kan over een oppervlak bewegen net zo snel, en het is net zo robuust als een kakkerlak. Het is extreem moeilijk om te breken, wat ongebruikelijk is voor robots van deze grootte. De studie is zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Science Robotics op 31 juli. 

Liwei Lin, een professor in de mechanische ingenieurswetenschappen aan UC Berkeley en senior auteur van een nieuwe studie, beschreef de robot. 

“De meeste robots van deze specifieke kleine schaal zijn erg kwetsbaar. Als je erop stapt, vernietig je de robot vrijwel zeker,” zei ze. “We ontdekten dat als we gewicht op onze robot zetten, het nog steeds meer of minder functioneert.” 

De nieuwe insect-achtige robot lijkt heel eenvoudig als je ernaar kijkt, maar dat is absoluut niet het geval. Zoals eerder vermeld, kan het over de grond bewegen op een manier die vergelijkbaar is met een kakkerlak. Het kan een snelheid bereiken van 20 lichaamslengtes per seconde. Dat betekent dat deze kleine robot grote afstanden in korte tijd kan afleggen. De snelheid waarmee de robot kan reizen is de snelste onder de huidige insect-schaalrobots die zijn ontwikkeld. 

Naast het feit dat het snel is, kan de kleine insect-achtige robot ook gewicht tillen. Hoewel het een kleine hoeveelheid is, iets ter grootte van een pindanoot, is het nog steeds een indrukwekkende ontwikkeling en kan het verder worden ontwikkeld. 

De meest indrukwekkende eigenschap van deze technologie is de hoeveelheid gewicht die het kan weerstaan. De insect-achtige robot weegt minder dan een tiende gram, maar het kan tot 60 kg weerstaan. Dat is het gewicht van een gemiddelde mens, en het is 1 miljoen keer meer dan de robot. 

“Mensen hebben misschien de ervaring dat, als je op een kakkerlak stapt, je het een beetje moet fijnmalen, anders kan de kakkerlak nog steeds overleven en wegrennen,” zei Lin. “Iemand die op onze robot stapt, legt een buitengewoon groot gewicht op, maar [de robot] werkt nog steeds, het functioneert nog steeds. Dus, in die zin, is het heel erg vergelijkbaar met een kakkerlak.” 

De kleine insect-achtige AI-robots kunnen voor veel verschillende dingen worden gebruikt, waaronder zoek- en reddingsmissies. Ze zijn klein genoeg om in plaatsen te passen waar mensen niet kunnen komen of waar het te gevaarlijk is voor mensen om te gaan. 

Yichuan Wu, de eerste auteur van het artikel, sprak erover. Hij werkte aan dit project als promovendus in de mechanische ingenieurswetenschappen aan UC Berkeley via de Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute-partnerschap. Hij is momenteel assistant professor aan de University of Electronic Science and Technology of China. 

“Bijvoorbeeld, als een aardbeving plaatsvindt, is het heel moeilijk voor grote machines of grote honden om leven onder het puin te vinden, dus dat is waarom we een kleine robot nodig hebben die wendbaar en robuust is,” zei hij. 

De insect-achtige robot is ter grootte van een grote postzegel en is gemaakt van een dunne laag van een piezo-elektrisch materiaal genaamd polyvinylideenfluoride (PVDF). Dit zijn unieke materialen, en ze zetten uit en krimpen wanneer een elektrische spanning op hen wordt toegepast. De PVDF van de robot is bedekt met een laag van een elastische polymeren. Dit maakt het mogelijk dat het hele vel op de robot flexibel is en buigt in plaats van uit te zetten en samen te trekken. Een voorste poot is toegevoegd aan de insect-robot, waardoor het kan springen en zich naar voren kan bewegen wanneer het materiaal buigt en recht wordt onder een elektrisch veld. 

Deze technologie wordt nog steeds ontwikkeld, en deze insect-achtige robot zal nog verder worden verbeterd. Het gebruikt momenteel een dunne draad die eraan bevestigd is om een elektrische spanning te dragen die verantwoordelijk is voor de oscillaties. De volgende stap voor de technologie is om een batterij toe te voegen, waardoor het meer vrij kan bewegen. De onderzoekers willen ook het ontwerp verbeteren en gasdetectoren toevoegen. Het idee is dat de insect-achtige robot onafhankelijk kan bewegen en rond obstakels kan gaan. 

Deze nieuwe ontwikkeling in technologie volgt een patroon in het veld van AI en insect-robots. Swarm Intelligence and Ant Robots waren recente ontwikkelingen die soortgelijke technologie gebruiken. Het zal interessant zijn om te zien waar deze technologie naartoe gaat, en het kan nuttig zijn in veel verschillende gebieden van onze samenleving.