Inginerii construiesc un robot asemănător unui calmar pentru explorarea subacvatică

Inginerii de la Universitatea din California-San Diego au creat un robot asemănător unui calmar pentru explorarea subacvatică. Robotul nu este legat și se poate propulsa folosind jeturi de apă. De asemenea, a depășit 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 la Departamentul de Inginerie Mecanică și Aerospațială de la UC San Diego. 

„În esență, am recreat toate caracteristicile cheie pe care calmarii le folosesc pentru înotul de mare viteză”, a spus Tolley. „Acesta este primul robot nelegat care poate genera impulsuri cu jet pentru o locomoție rapidă precum calmarul și poate obține aceste impulsuri cu jet prin schimbarea formei corpului, ceea ce îmbunătățește eficiența înotului.”

cercetare a fost publicată în Bioinspirație și biomimetică.

Robotul calmar

Robotul inspirat de calmar este format din materiale moi, cum ar fi polimerul acrilic, precum și din unele piese mai rigide, imprimate 3D și tăiate cu laser. Roboții moi sunt mai siguri pentru pești și corali atunci când vine vorba de explorare subacvatică, deoarece roboții rigizi i-ar putea deteriora. Cu toate acestea, există un dezavantaj. Roboții moi sunt adesea mai lenți și mai puțin eficienți la manevrare. 

Echipa de cercetare a fost formată din robotiști și experți în simulare pe computer. Grupul a privit calamarii datorită capacității lor de a călători cu viteză mare. Cefalopodele ating această viteză printr-un mecanism de propulsie cu reacție.

Inspirându-se de la calmari, echipa a proiectat robotul astfel încât să poată prelua apă în corp și să stocheze energie elastică în piele și coaste flexibile. Energia este apoi eliberată de robotul comprimându-și corpul, rezultând un jet de apă care propulsează robotul.

Când nu se mișcă, robotul are forma unui felinar de hârtie, iar nervurile sale sunt flexibile și acționează ca niște arcuri. Fiecare capăt al robotului are o placă circulară unde nervurile se conectează, una fiind conectată la o duză care preia și ejectează apa. Pentru ca apa să se ejecteze, corpul robotului trebuie să se contracte. Placa rămasă este apoi folosită pentru a ține senzori, cum ar fi o cameră rezistentă la apă. 

Testarea robotului

Robotul calmar a fost testat în laboratorul profesorului Geno Pawlak, care este situat în Departamentul de Inginerie Mecanică și Aerospațială din UC San Diego. În urma acestor teste, a fost trimis în rezervoarele de la UC San Diego Birch Aquarium de la Instituția Scripps de Oceanografie. 

Robotul a putut fi condus prin reglarea duzei, iar impermeabilizarea 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, adică aproximativ o jumătate de milă pe oră. Viteza este impresionantă, fiind mai rapidă decât majoritatea roboților moi.

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

„După ce am reușit să optimizăm designul robotului astfel încât să înoate într-un rezervor în laborator, a fost deosebit de interesant să vedem că robotul a reușit să înoate cu succes într-un acvariu mare printre corali și pești, demonstrând fezabilitatea acestuia. pentru aplicații din lumea reală”, a spus Christianson. 

După ce a testat diferite modele de duză, echipa a găsit în cele din urmă unul care să mărească eficiența robotului, precum și să-l facă să manevreze și să se deplaseze la viteze mai mari. Unul dintre factorii majori care au condus la această descoperire a fost simularea propulsiei cu reacție, care a fost condusă de profesorul Qiang Zhu și echipa sa din Departamentul de Inginerie Structurală de la UC San Diego.