Исследователи разработали чрезвычайно ловкого микроробота

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) и Гарвардского института биологической инженерии имени Висса разработали чрезвычайно ловкого микроробота. HAMR-JR — это уменьшенная версия ранее созданного Гарвардского амбулаторного микроробота (HAMR), вдохновленного тараканами. 

HAMR-JR размером всего с пенни, но он способен выполнять все задачи более крупного HAMR. Это один из самых ловких созданных микроботов. 

Исследование под названием «Уменьшение микроробота размером с насекомое HAMR-VI до HAMR-Jr» был представлен виртуально на Международной конференции по робототехнике и автоматизации (ICRA 2020).

Каушик Джаярам — бывший научный сотрудник SEAS и Wyss, а также первый автор статьи. Джаярам также является доцентом Университета Колорадо в Боулдере.

«Большинство роботов такого масштаба довольно просты и демонстрируют лишь базовую мобильность», — сказал Джаярам. «Мы показали, что не нужно жертвовать ловкостью или управляемостью ради размера».

Одной из задач, стоящих перед проектом, было выяснить, можно ли использовать всплывающий производственный процесс, который использовался для создания предыдущих версий HAMR и микроботов, таких как RoboBee, для создания роботов в различных масштабах. Это могут быть как хирургические боты, так и крупные промышленные роботы. 

ПК-МЭМС

Процесс, используемый для создания HAMR-JR, называется микроэлектромеханическими системами с печатными схемами или PC-MEMS. В этом процессе компоненты робота помещаются в 3D-структуру после гравировки на 2D-листе. Для HAMR-JR двумерная листовая конструкция робота, приводов и бортовой схемы была уменьшена, чтобы создать робота меньшего размера с теми же функциями.

«Самое замечательное в этом упражнении - то, что нам не пришлось ничего менять в предыдущем проекте», - сказал Джаярам. «Мы доказали, что этот процесс можно применить практически к любому устройству самых разных размеров».

Уменьшение масштаба HAMR-JR

HAMR-JR имеет длину тела всего 2.25 сантиметра при весе 0.3 грамма. Помимо того, что это один из самых маленьких микророботов, он также является одним из самых быстрых, способных двигаться со скоростью 14 длин тела в секунду. 

Такие принципы, как длина шага и жесткость суставов, изменяются при уменьшении размера робота. Чтобы обойти это, исследователи также разработали модель, которая способна прогнозировать показатели передвижения, такие как скорость бега, усилие на ногах и полезная нагрузка, в зависимости от размера цели. С помощью этой модели можно разработать систему с правильными спецификациями. 

Роберт Вуд является соавтором статьи и профессором технических и прикладных наук Чарльза Ривера в SEAS. Он также является членом основного факультета Wyss. 

«Этот новый робот демонстрирует, что мы хорошо разбираемся в теоретических и практических аспектах уменьшения масштаба сложных роботов с использованием нашего подхода к сборке на основе складывания», — сказал Вуд.

Исследование было поддержано DARPA и Институтом Висса. 

Среди других соавторов были Дженнифер Шам, Саманта Кастелланос и Э. Фаррелл Хелблинг.