Böcek İlhamlı Robotlar Karmaşık Ortamları İzler

Pittsburgh Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, insanların ulaşması zor olan karmaşık ve dar ortamlarda kullanılabilecek küçük böcek ilhamlı robotlar tasarladılar.

Yeni araştırma, “Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility” adlı makale olarak Advanced Materials Technologies dergisinde yayımlandı.

Görüntüleme ve Çevresel Değerlendirme

Junfeng Gao, endüstri mühendisliği alanında doktora öğrencisidir ve Swanson Mühendislik Okulu’nda çalışmaktadır. Yeni geliştirilen robotlar üzerindeki çalışmayı yönetti.

“Bu robotlar, görüntüleme veya çevresel değerlendirme için erişilmesi zor alanlara ulaşmak, su örnekleri almak veya yapısal değerlendirmeler yapmak için kullanılabilir” dedi Gao. “Herhangi bir yerde, bir böceğin gidebileceği ancak bir insanın gidemeyeceği dar alanlara erişmek istiyorsanız, bu makineler yararlı olabilir.”

Bu, araştırmacıların bugün microbotlar inşa etmek için doğadan ilham aradıkları başka bir örnektir. Mantis karidesi ve bitler gibi küçük yaratıklar, enerji verimliliği açısından daha yüksek olan impulslü hareketlere güvenerek yüzeyler üzerinde manevra yapabilirler. Bu hareketler daha sonra polimerik yapay kaslardan yapılmış yeni robotlarda tekrar edildi.

Ravi Shankar, Pitt’te endüstri mühendisliği profesörüdür ve yeni araştırmanın yürütüldüğü laboratuvarın başkanıdır.

“Bu, bir oku bir yayın içine yüklemek ve onu ateşlemek gibidir – robotlar enerji biriktirmek için kilitlenir ve sonra bir impulslü patlama ile ileri fırlar” dedi Shankar. “Genellikle, çalıştığımız yapay kaslardaki aktüasyon oldukça yavaştır. ‘Bu yapay kası nasıl kullanırız ve yavaş aktüasyondan ziyade zıplama aktüasyonu oluştururuz?’ sorusuna çekildik.”

Moleküler Düzen ve Geometriye Dönüş

Bu soruyu cevaplamak için ekip, moleküler düzen ve geometriye baktı.

Mohsen Tabrizi, endüstri mühendisliği alanında doktora öğrencisidir ve araştırmanın ortak yazarıdır.

“Polimer kasının eğri bileşik şekli, enerji biriktirmesine olanak tanır. Moleküllerin kas içindeki hizalanması, doğadaki ilhamı takip eder ve birleşik aktüasyon, yapıya enerji kazandırır” dedi Tabrizi. “Bu, yalnızca birkaç volt elektrik kullanılarak gerçekleştirilir.”

Cricket büyüklüğündeki robotları hem çok yönlü hem de hafif tasarlayarak, kum gibi hareketli yüzeyler üzerinde manevra yapabilirler. Bu hareketleri, sert yüzeyler üzerinde yaptıklarıyla aynı kolaylıkta gerçekleştirebilirler. En etkileyici şekilde, robotlar su üzerinden atlayabilir.

Araştırmaya, ortak yazar olarak Arul Clement de katıldı.