Najszybsze dotąd miękkie roboty opracowane przez badaczy

Grupa badaczy opracowała nowy typ miękkiego robota, który jest szybszy niż poprzednie wersje podczas poruszania się po powierzchniach stałych lub w wodzie. Nowe miękkie roboty, które zostały zainspirowane biomechaniką gepardów, mogą również delikatnie podnosić obiekty i mają wystarczającą siłę, aby podnosić ciężkie obiekty.

Artykuł nosi tytuł “Leveraging elastic instabilities for amplified performance: Spine-inspired high-speed and high-force soft robots”” i został opublikowany w American Association for the Advancement of Science.

Jie Yin jest adiunktem na wydziale inżynierii mechanicznej i lotniczej na Uniwersytecie Stanu Karolina Północna. Jest również korespondencyjnym autorem artykułu.

“Gepardy są najszybszymi stworzeniami na lądzie, a ich prędkość i siła pochodzą z gięcia ich kręgosłupów,” mówi Yin.

“Zainspirowaliśmy się gepardem, aby stworzyć typ miękkiego robota, który ma sprężone, ‘bistabilne’ kręgosłupy, co oznacza, że robot ma dwa stabilne stany,” kontynuuje Yin. “Możemy przełączać się między tymi stanami szybko, pompując powietrze do kanałów, które wyściełają miękkiego, silikonowego robota. Przełączanie między tymi stanami uwalnia znaczną ilość energii, pozwalając robotowi szybko wywierać siłę na powierzchnię. To pozwala robotowi galopować po powierzchni, co oznacza, że jego nogi opuszczają powierzchnię.

“Poprzednie miękkie roboty były pełzakami, które zawsze pozostawały w kontakcie z powierzchnią. To ogranicza ich prędkość.”

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

Poprzednie wersje miękkich robotów

Na płaskich i stałych powierzchniach poprzednie najszybsze miękkie roboty były w stanie poruszać się z prędkością do 0,8 długości ciała na sekundę.

Miękkie roboty stworzone przez grupę badaczy należą do nowej klasy robotów, zwanych Leveraging Elastic Instabilities for Amplified Performance” (LEAP). Znacznie przewyższają one poprzednie, mogąc poruszać się z prędkością 2,7 długości ciała na sekundę, co jest ponad trzykrotnie szybsze. Działają one przy niskiej częstotliwości aktywacji, około 3Hz.

Nowe miękkie roboty mogą również biegać po stromych wzniesieniach, co wcześniej było dużym wyzwaniem lub wręcz niemożliwe dla słabszych robotów.

Roboty LEAP mają około 7 centymetrów długości i ważą około 45 gramów.

Prędkość pływania

Innym rozwojem nowych miękkich robotów jest to, że mają one poprawione prędkości pływania, które można uzyskać, wymieniając nogi na płetwę. Podczas tego LEAP robot może osiągnąć prędkość 0,78 długości ciała na sekundę podczas pływania. Poprzedni najszybszy pływający robot mógł poruszać się tylko z prędkością 0,7 długości ciała na sekundę.

“Ponadto udowodniliśmy użycie kilku miękkich robotów pracujących razem, jak szczypce, aby chwycić obiekty,” mówi Yin. “Dostosowując siłę wywieraną przez roboty, byliśmy w stanie podnieść obiekty tak delikatne, jak jajko, a także obiekty ważące 10 kilogramów lub więcej.”

Grupa badaczy będzie dążyć do zwiększenia prędkości i siły robotów, widząc obecny rozwój jako tylko początek. Mają na uwadze różne aplikacje, takie jak technologie poszukiwawczo-ratunkowe.

“Potencjalne aplikacje obejmują technologie poszukiwawczo-ratunkowe, gdzie prędkość jest niezbędna, oraz robotykę przemysłową,” mówi Yin. “Na przykład, wyobraź sobie robotykę produkcyjną, która jest szybsza, ale nadal w stanie obsługiwać delikatne obiekty.

“Jesteśmy otwarci na współpracę z sektorem prywatnym, aby dopracować sposoby, w jakie mogą one włączyć tę technologię do swoich operacji.”

Praca była wspierana przez National Science Foundation.