Cercetătorii Dezvoltă un Insecte Robotic Moale cu Mușchi Artificiali

Cercetătorii de la Școala de Inginerie a EPFL au dezvoltat un tip de insecte robotic moale care are mușchi artificiali și poate fi propulsat la 3 cm pe secundă. 

Progresele recente în domeniul inteligenței artificiale (IA) și al roboticii ne apropie de o lume care nu ar fi putut fi prevăzută. Este o lume care conține astfel de lucruri precum roiuri de insecte robotice. 

Au fost dezvoltate două versiuni diferite ale insectei robotice moi, numită DEAnsect, de către echipă. Primul a fost conectat prin fire foarte subțiri și este extrem de robust. Poate fi pliat și poate continua să se miște chiar și după ce a fost lovit cu o mătură sau zdrobit de o pantof. 

Al doilea model dezvoltat de cercetători este o versiune fără fir. Este complet fără fir și autonom, și cântărește mai puțin de 1 gram, chiar și atunci când poartă o baterie și toate componentele electronice pe spate. Pentru creierul insectei robotice inteligente, există un microcontroler, iar ochii sunt fotodiode. Acest lucru îi permite să identifice modelele negru și alb și DEAnsect poate urma orice linie desenată pe sol.

DEAnsect a fost rezultatul muncii echipei de la Laboratorul de Transductoare Moi (LMTS) al EPFL. Ei au lucrat cu Laboratorul de Actuatoare Integrate (LAI) și colegi de la Universitatea Cergy-Pontoise, Franța. Cercetarea a fost publicată recent în Science Robotics.

DEAnsect are actuatoare elastomerice dielectrice, sau DEAs. Sunt un tip de mușchi artificial care este la fel de subțire ca părul uman și propulsează insecta înainte prin vibrații. DEAs sunt ceea ce fac insecta robotică moale atât de ușoară și capabilă să se miște rapid. DEAs ajută, de asemenea, insecta robotică moale să manevreze diferite medii, inclusiv suprafețe ondulate.

Mușchii artificiali conțin o membrană elastomeră plasată între două electrozi moi. Atunci când se aplică un voltaj, electrozii sunt atașați unul de celălalt, iar membrana este comprimată. Membrana revine la forma sa inițială odată ce voltajul este oprit. 

Fiecare dintre cele trei picioare ale insectei robotice moi are mușchii respectivi montați pe ele. Mișcarea este generată prin pornirea și oprirea voltajului, dar trebuie făcută foarte rapid. Rata reală este de 400 de ori pe secundă pentru a propulsa insecta robotică moale.

Echipa de cercetare a folosit tehnici de nanofabricație pentru a permite mușchilor artificiali să funcționeze la voltaje mai mici. În mod specific, au redus grosimea membranei elastomere. De asemenea, au dezvoltat electrozi moi, foarte conductivi, care sunt groși doar câteva molecule. Din cauza acestui design, cercetătorii au putut reduce semnificativ dimensiunea sursei de alimentare.

Herbert Shea este directorul LMTS.

“DEAs funcționează, în general, la câteva kilovolți, ceea ce necesită o unitate de alimentare mare,” explică Shea. “Proiectul nostru a permis robotului, care cântărește doar 0,2 gram, să poarte tot ce are nevoie pe spate. Această tehnică deschide noi posibilități pentru utilizarea largă a DEAs în robotica, pentru roiuri de insecte robotice inteligente, pentru inspecții sau reparații la distanță, sau chiar pentru a obține o înțelegere mai profundă a coloniilor de insecte prin trimiterea unui robot pentru a trăi printre ele.”

“În prezent, lucrăm la o versiune fără fir și complet moale cu Universitatea Stanford,” spune Shea. “Pe termen lung, planificăm să montăm senzori și emițători noi pe insecte, astfel încât acestea să poată comunica direct unele cu altele.”