Ingineri construiesc robot în formă de calmar pentru explorarea subacvatică

Inginerii de la Universitatea California-San Diego au creat un robot în formă de calmar pentru explorarea subacvatică. Robotul este fără cablu și se poate propulsa folosind jeturi de apă. Acesta a depășit, de asemenea, provocările electrice, cum ar fi capacitatea de a transporta senzori, în special o cameră.

Michael T. Tolley este unul dintre autorii principali ai cercetării și profesor în Departamentul de Inginerie Mecanică și Aerospațială de la UC San Diego.

„În esență, am recreat toate caracteristicile cheie pe care calmarul le folosește pentru înotul de viteză”, a spus Tolley. „Acesta este primul robot fără cablu care poate genera pulsuri de jet pentru locomotion rapidă, precum calmarul, și poate obține aceste pulsuri de jet prin schimbarea formei corpului, ceea ce îmbunătățește eficiența înotului.”

Cercetarea a fost publicată în Bioinspirație și Biomecanică.

Robotul Calmar

Robotul inspirat de calmar este alcătuit din materiale moi, cum ar fi polimerul acrilic, precum și din părți mai rigide, imprimate 3D și tăiate cu laser. Roboții moi sunt mai siguri pentru pești și corali în ceea ce privește explorarea subacvatică, deoarece roboții rigizi ar putea deteriora acestea. Cu toate acestea, există un dezavantaj. Roboții moi sunt adesea mai lenti și mai puțin eficienți în manevrare.

Echipa de cercetare a fost alcătuită din roboțiști și experți în simulări pe calculator. Grupul s-a îndreptat spre calmar datorită capacității sale de a călători la viteze rapide. Cefalopodele ating această viteză prin intermediul unui mecanism de propulsie cu jet.

Luând inspirație de la calmar, echipa a proiectat robotul astfel încât acesta să poată lua apă în corp și să stocheze energie elastică în piele și coaste flexibile. Energia este apoi eliberată de robot prin comprimarea corpului, rezultând un jet de apă care propulsează robotul.

Când nu se mișcă, robotul are forma unui felinar de hârtie, iar coastele sale sunt flexibile și acționează ca arcuri. Fiecare capăt al robotului are o placă circulară unde se conectează coastele, una fiind conectată la un duz care ia și ejectează apă. Pentru ca apa să fie ejectată, corpul robotului trebuie să se contracte. Placa rămasă este apoi utilizată pentru a ține senzori, cum ar fi o cameră etanșă la apă.

https://www.youtube.com/watch?v=v-UMDnSB8k0

Testarea Robotului

Robotul calmar a fost testat în laboratorul profesorului Geno Pawlak, situat în Departamentul de Inginerie Mecanică și Aerospațială de la UC San Diego. După acele teste, a fost trimis la tancurile de la Acvariul Birch de la UC San Diego, instituția Scripps de Oceanografie.

Robotul a putut fi direcționat prin ajustarea duzului, iar etanșarea componentelor electrice, cum ar fi bateria și camera, s-a dovedit a fi de succes. Dispozitivul a călătorit cu o viteză de aproximativ 18 până la 32 de centimetri pe secundă, ceea ce este aproximativ jumătate de milă pe oră. Viteza este impresionantă, fiind mai rapidă decât majoritatea roboților moi.

Caleb Christianson, inginer medical senior la Dexcom, a condus studiul în cadrul grupului de cercetare.

„După ce am putut optimiza proiectarea robotului astfel încât să înoate într-un tanc din laborator, a fost deosebit de interesant să vedem că robotul a putut înota cu succes într-un acvariu mare printre corali și pești, demonstrându-și fezabilitatea pentru aplicații din lumea reală”, a spus Christianson.

După testarea diferitelor modele de duz, echipa a găsit în cele din urmă unul pentru a crește eficiența robotului, precum și pentru a-l face să se manevreze și să călătorească la viteze mai rapide. Unul dintre factorii importanți care au contribuit la acea descoperire a fost simularea propulsiei cu jet, condusă de profesorul Qiang Zhu și echipa sa din Departamentul de Inginerie Structurală de la UC San Diego.