Inżynierowie tworzą robota wielkości owada z zwinnością geparda

Inżynierowie z University of California, Berkeley opracowali robota wielkości owada, który może skręcać i zmieniać kierunek z zwinnością geparda. Zespół zainspirował się różnymi owadami i pająkami, które mogą chodzić do góry nogami dzięki specjalnym kleistym podeszwom. Nowo opracowany robot może poruszać się po skomplikowanym terenie i unikać nieoczekiwanych przeszkód.

Robot składa się z cienkiego, warstwowego materiału, który może giąć się i kurczyć, gdy jest aplikowany elektryczny napięcie.

W 2019 roku zespół po raz pierwszy zademonstrował materiał z robota wielkości karalucha, który mógł poruszać się po płaskiej powierzchni z prędkością 20 długości ciała na sekundę, czyli około 1,5 mil na godzinę, co było najwyższą względną prędkością jakiegokolwiek robota wielkości owada.

Elektrostatyczne podeszwy

Nowe badanie obejmowało dodanie dwóch elektrostatycznych podeszew do robota, a następnie zastosowanie napięcia do jednej z podeszew, aby zwiększyć elektrostatyczną siłę między podeszwą a powierzchnią. W efekcie podeszwa przylegała bardziej szczelnie do powierzchni, podczas gdy reszta robota obracała się wokół podeszwy.

Z dwiema podeszwami operatorzy mają pełną kontrolę nad trajektorią robota. Mogą umożliwić robotowi wykonywanie skrętów z przyspieszeniem centrypetalnym, które jest szybsze niż u większości owadów.

Liwei Lin jest profesorem inżynierii mechanicznej na UC Berkeley.

„Nasz oryginalny robot mógł poruszać się bardzo, bardzo szybko, ale nie mogliśmy kontrolować, czy robot poszedł w lewo czy w prawo, i często poruszał się losowo, ponieważ jeśli był niewielki różnic w procesie produkcji – jeśli robot nie był symetryczny – to zawsze skręcał w jedną stronę”, powiedział Lin. “W tym badaniu głównym novum było dodanie tych podeszew, które pozwalają mu wykonywać bardzo, bardzo szybkie skręty”.

Zespół badawczy nakręcił film robota poruszającego się po labiryncie z klocków Lego, aby przetestować i pokazać jego zwinność. Nosił mały czujnik gazu i skręcał, aby uniknąć spadających przedmiotów. Dzięki swojej konstrukcji mały robot może wytrzymać być podeptanym przez 120-funtowego człowieka.

https://www.youtube.com/watch?v=TmRol48_DKs

Zastosowania w świecie rzeczywistym

Małe roboty podobne do owadów, takie jak ten, mogą być wykorzystywane w misjach poszukiwawczo-ratunkowych lub do badania i eksploracji niebezpiecznych środowisk. Na przykład mogą być wykorzystywane do wyszukiwania potencjalnych wycieków gazu.

Robot był głównie połączony z zasilaniem przez mały przewód elektryczny, ale istnieje również wersja bezprzewodowa, która działa na baterii przez maksymalnie 19 minut i 31 metrów.

“Jednym z największych wyzwań dzisiaj jest tworzenie mniejszych robotów, które zachowują moc i kontrolę większych robotów”, powiedział Lin. “Z większymi robotami można łatwo umieścić dużą baterię i system kontrolny, bez problemu. Ale gdy próbuje się wszystko zmniejszyć do mniejszej i mniejszej skali, waga tych elementów staje się trudna do przeniesienia przez robota, a robot porusza się ogólnie bardzo wolno. Nasz robot jest bardzo szybki, dość silny i wymaga bardzo mało mocy, co pozwala mu przenosić czujniki i elektroniczne urządzenia, a także baterię”.