Oamenii de știință creează roboți ușori inspirați de articulațiile păianjenilor

Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Sisteme Inteligente din Germania și de la Universitatea din Colorado Boulder din Statele Unite au dezvoltat noi roboți ușori folosind principiile articulațiilor păianjenilor.

Cercetarea intitulată „Actuatori electrohidraulici inspirați de păianjeni pentru articulații rapide și moi” a fost publicată în Advanced Science.

Păianjenii sunt adesea o sursă de inspirație în domeniul robotic, mai ales pentru că aceștia își mișcă membrele prin mecanisme de acționare hidraulică atunci când vânează prada, pe care oamenii de știință încearcă să le implementeze în roboți.

Folosind aceste principii, echipa de oameni de știință a reușit să conducă roboți articulați fără componente și conectoare voluminoase, ceea ce ajută la evitarea încărcăturii și crește portabilitatea și viteza.

Datorită structurilor simple și ușoare folosite în construcția sa, robotul poate sări de 10 ori înălțimea sa.

https://www.youtube.com/watch?v=XtZSv7ZcoxY

Articulații SES

Oamenii de știință s-au bazat pe articulații electrohidraulice moi inspirate de păianjeni, sau articulații SES, pentru a obține performanțe ridicate la roboți.

Articolul de cercetare prezintă o articulație bidirecțională, un membru artificial segmentat și o grapă cu trei degete, care pot fi folosite pentru a apuca și ridica obiecte.

Articulațiile SES au fost create pe baza tehnologiei HASEL, inventată anterior de echipă pentru a construi mușchi artificiali.

Dezvoltarea roboților inspirați de păianjeni

Oamenii de știință au creat inițial o pungă flexibilă din filme subțiri de plastic, care au fost umplute cu un lichid dielectric.

Electrozi au fost plasați pe fiecare parte a pungii, iar pungile au servit ca actuatori, cu puterea hidraulică generată prin forțe electrostatice.

Pungia este conectată la o articulație rotativă, iar atunci când se aplică un voltaj ridicat între electrozi, lichidul dielectric se deplasează în interiorul pungii și articulația se flexează.

Christoph Keplinger este directorul Departamentului de Materiale Robotice de la Institutul Max Planck pentru Sisteme Inteligente.

„Articulațiile SES sunt foarte simple și ușoare, deoarece nu există componente periferice care să încarce robotul”, spune Keplinger.

„Multe aplicații pentru roboți moi necesită actuatori versatili.

Aceste articulații inspirate de păianjeni permit o funcționalitate ridicată și consumă puțină putere, sunt ușor de fabricat și ieftine – plasticul pe care îl folosim este pentru ambalaje alimentare – și producția lor este ușor de escaladat.

Toate aceste calități sunt esențiale pentru proiectarea roboților care pot mișca în multe moduri diferite și pot manipula o varietate de obiecte fără a le deteriora”.

Oamenii de știință au demonstrat versatilitatea articulațiilor SES prin aplicarea unei grape cu trei degete.

Dacă grafa ar fi depins de o structură similară mușchilor, ar fi fost obstrucționată atunci când a încercat să apuce un obiect.

Dar cu articulațiile SES ca balamale, este necesar mult mai puțin spațiu.

Nicholas Kellaris este autorul principal al articolului.

„Cercetarea noastră se remarcă prin faptul că putem folosi o varietate largă de materiale, chiar și plasticul folosit pentru a face pungile de chips pentru a crea pungile”.

„Putem implementa SES într-o varietate largă de geometrii cu caracteristici de acționare specifice”.

Phillip Rothemund este al doilea autor al publicației.

„Scopul nostru final nu a fost să creăm un robot-păianjen”.

„Am vrut să dezvoltăm o articulație activă de ultimă generație, pe care o puteți pune în orice tip de robot”.