Forskare har utvecklat insektsliknande robotar baserade på kackerlackor

Forskare vid University of California, Berkely har skapat en liten, insektsliknande robot baserad på en kackerlacka. Den kan röra sig över en yta lika snabbt, och den är lika robust som en kackerlacka. Det är extremt svårt att bryta, vilket är ovanligt för robotar av den här storleken. Studien har just publicerats i tidskriften Science Robotics den 31 juli. 

Liwei Lin, professor i maskinteknik vid UC Berkeley och senior författare till en ny studie, beskrev roboten. 

“De flesta robotarna i den här specifika storleken är mycket sköra. Om du trampar på dem, förstör du i princip roboten”, sa hon. “Vi fann att om vi lägger vikt på vår robot, fungerar den fortfarande mer eller mindre.” 

Den nya insektsliknande roboten verkar mycket enkel när man tittar på den, men det är inte fallet alls. Som nämnts tidigare kan den röra sig över marken på samma sätt som en kackerlacka. Den kan röra sig med en hastighet av 20 kroppslängder per sekund. Det betyder att den här lilla roboten kan resa långa avstånd på kort tid. Hastigheten som roboten kan färdas är den snabbaste bland nuvarande insektsstora robotar som har utvecklats. 

Förutom att den är snabb, kan den lilla insektsliknande roboten också bära vikt. Även om det är en liten mängd, något som är storleken på en jordnöt, är det ändå en imponerande utveckling och kan byggas vidare. 

Den mest imponerande förmågan hos den här tekniken är den mängd vikt den kan motstå. Den insektsliknande roboten väger mindre än en tiondel av ett gram, men den kan motstå upp till 60 kg. Det är vikten av en genomsnittlig människa, och det är 1 miljon gånger mer än roboten. 

“Människor kan ha erfarenhet av att, om du trampar på kackerlackan, måste du kanske mosa den lite, annars kan kackerlackan fortfarande överleva och springa iväg”, sa Lin. “Någon som trampar på vår robot tillämpar en extraordinärt stor vikt, men [roboten] fungerar fortfarande, den fungerar fortfarande. Så, i den bemärkelsen är den mycket lik en kackerlacka.” 

De små insektsliknande AI-robotarna kan användas för många olika saker, inklusive sök- och räddningsuppdrag. De är tillräckligt små för att kunna passa in i platser där människor inte kan eller platser som är för farliga för människor att gå. 

Yichuan Wu, första författare till artikeln, talade om det. Han arbetade med det här projektet som doktorand i maskinteknik vid UC Berkeley genom Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute-partnerskapet. Han är för närvarande biträdande professor vid University of Electronic Science and Technology of China. 

“Till exempel, om en jordbävning inträffar, är det mycket svårt för de stora maskinerna eller de stora hundarna att hitta liv under rasmassor, så det är därför vi behöver en liten robot som är smidig och robust”, sa han. 

Den insektsliknande roboten är storleken på ett stort frimärke, och den är tillverkad av ett tunt ark av piezoelektriskt material som kallas polyvinylidenfluorid (PVDF). Dessa är unika material, och de expanderar och kontraherar när en elektrisk spänning tillämpas på dem. PVDF på roboten är täckt med ett lager av en elastisk polymer. Detta gör att hela arket på roboten kan vara flexibelt och böjas i stället för att expandera och kontrahera. Ett främre ben lades till insektsroboten, vilket gör att den kan hoppa och skjuta framåt när materialet böjer och rätar ut sig under en elektrisk fält. 

Den här tekniken utvecklas fortfarande, och den här insektsliknande roboten kommer att bli mer avancerad. Den använder för närvarande en tunn tråd som är fäst för att bära en elektrisk spänning som är ansvarig för oscillationerna. Nästa steg för tekniken är att lägga till en batteri som kommer att tillåta den att röra sig mer fritt. Forskarna vill också förbättra designen och lägga till gas sensorer. Idén är att den insektsliknande roboten ska kunna röra sig oberoende och runt hinder. 

Den här nya utvecklingen i tekniken följer ett mönster i AI- och insektsrobotfältet. Swarm Intelligence and Ant Robots var nyliga utvecklingar som använder liknande teknologi. Det kommer att vara spännande att se vart den här tekniken kommer att gå, och den kan vara användbar i många olika områden i vårt samhälle.