Raskeste myke roboter til dato utviklet av forskere

En gruppe forskere har utviklet en ny type myk robot som er raskere enn tidligere versjoner når de beveger seg på faste overflater eller i vann. De nye myke robotene, som ble inspirert av biomekanikken til geparder, kan også fint plukke opp objekter og har nok kraft til å løfte tunge objekter.

Artikkelen heter “Leveraging elastic instabilities for amplified performance: Spine-inspired high-speed and high-force soft robots”” og ble publisert i American Association for the Advancement of Science.

Jie Yin er en assistentprofessor i maskinteknikk og romfartsteknikk ved North Carolina State University. Han er også en korresponderende forfatter av artikkelen.

“Geparder er de raskeste skapningene på land, og de får sin fart og kraft fra fleksjonen av ryggene,” sier Yin.

“Vi ble inspirert av geparden til å skape en type myk robot som har en fjær-drevet, ‘bistabil’ rygg, det vil si at roboten har to stabile tilstander,” fortsetter Yin. “Vi kan bytte mellom disse stabile tilstandene raskt ved å pumpe luft inn i kanaler som liner den myke, silikon-roboten. Bytting mellom de to tilstandene frigjør en betydelig mengde energi, som gjør at roboten kan raskt utøve kraft mot bakken. Dette gjør at roboten kan galoppere over overflaten, det vil si at dens føtter forlater bakken.

“Tidligere myke roboter var krypere, som alltid var i kontakt med bakken. Dette begrenser deres fart.”

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

Tidligere versjoner av myke roboter

På flate og faste overflater var de raskeste myke robotene tidligere i stand til å bevege seg med hastigheter på opptil 0,8 kroppslengder per sekund.

De myke robotene som ble skapt av forskergruppen tilhører en helt ny klasse av roboter, kalt Leveraging Elastic Instabilities for Amplified Performance” (LEAP). De overgår tidligere roboter med god margin, og kan bevege seg 2,7 kroppslengder per sekund, som er mer enn tre ganger raskere. De opererer med en lav aktiveringsfrekvens på omtrent 3Hz.

De nye myke robotene kan også løpe opp bratte hellinger, noe som tidligere har vært en stor utfordring eller umulig for de svakere robotene.

LEAP-robotene er omtrent 7 centimeter lange og veier rundt 45 gram.

Swimming Speed

En annen utvikling med de nye myke robotene er at de har forbedret svømmehastighet, noe som kan gjøres ved å bytte ut føttene med en finne. Når dette gjøres, kan LEAP-roboten nå en hastighet på 0,78 kroppslengder per sekund når den svømmer. Den tidligere raskeste svømmende roboten kunne bare nå 0,7 kroppslengder per sekund.

“Vi har også demonstrert bruken av flere myke roboter som arbeider sammen, som pincetter, for å gripe objekter,” sier Yin. “Ved å justere kraften som utøves av robotene, kunne vi løfte objekter så delikate som et egg, samt objekter som veier 10 kilogram eller mer.”

Forskergruppen vil nå forsøke å øke farten og kraften til robotene enda mer, og ser på den nåværende utviklingen som bare begynnelsen. De har flere ulike anvendelser i tankene, som søk- og rednings-teknologier.

“Mulige anvendelser inkluderer søk- og redningsteknologier, hvor fart er essensielt, og industriell produksjonsrobotikk,” sier Yin. “For eksempel, tenk deg produksjonslinje-robotikk som er raskere, men likevel i stand til å håndtere ømfintlige objekter.

“Vi er åpne for å samarbeide med private sektorer for å finjustere måter de kan inkorporere denne teknologien i sine operasjoner.”

Arbeidet ble støttet av National Science Foundation.