Araştırmacılar Yapay Kaslı Yumuşak Robotik Böcek Geliştirdiler

Mühendislik Okulu’nda bulunan araştırmacılar, yapay kaslara sahip bir tür yumuşak robotik böcek geliştirdiler ve bu böcek 3 cm/s hızda ilerleyebiliyor.

Yapay zeka (AI) ve robotik alanındaki recent gelişmeler, önceden tahmin edilemeyen bir dünyaya bizi yaklaştırmaktadır. Bu dünya, robotik böcek sürüleri gibi şeyleri içermektedir.

Araştırmacılar tarafından geliştirilen DEAnsect adlı yumuşak robotik böceğin iki farklı versiyonu vardır. İlk versiyon, ultra ince tellerle bağlanmıştır ve çok dayanıklıdır. Katlanabilir ve bir sinek kovucu veya ayakkabı ile vurulduktan sonra bile hareket etmeye devam edebilir.

Araştırmacılar tarafından geliştirilen ikinci model, kablosuz ve özerk bir modeldir. Tamamen kablosuz ve özerk olup, bir pil ve tüm elektronik bileşenlerini taşımasına rağmen 1 gramdan daha az ağırlığa sahiptir. Akıllı robotik böceğin beyni olarak bir mikrodenetleyici ve gözleri olarak fotodiyotlar bulunmaktadır. Bu, siyah ve beyaz desenleri tanımlamasına ve DEAnsect’in zemine çizilen herhangi bir çizgiyi takip etmesine olanak tanır.

DEAnsect, EPFL’nin Yumuşak Transdüserler Laboratuvarı (LMTS) tarafından yapılan bir çalışmanın sonucudur. LMTS, Entegre Aktüatörler Laboratuvarı (LAI) ve Fransa’daki Cergy-Pontoise Üniversitesi’nden meslektaşlarla birlikte çalışmıştır. Araştırma yakın zamanda Science Robotics dergisinde yayımlanmıştır.

DEAnsect, dielektrik elastomer aktüatörlerine (DEA) sahiptir. DEA’ler, insan saçı kadar ince olan bir tür yapay kas olup, titreşim yoluyla böceği ileriye doğru iter. DEA’ler, yumuşak robotik böceğin çok hafif ve hızlı hareket etmesini sağlar. DEA’ler ayrıca, yumuşak robotik böceğin farklı ortamları, včetně dalgalı yüzeyleri, manevra yapmasını sağlar.

Yapay kaslar, iki yumuşak elektrot arasında yerleştirilmiş bir elastomer membran içerir. Bir voltaj uygulandığında, elektrotlar birbirine bağlanır ve membran sıkıştırılır. Voltaj kapatıldığında, membran ilk şekline geri döner.

Yumuşak robotik böceğin her bir bacağına bu kaslar takılmıştır. Hareket, voltajı açıp kapatmak suretiyle üretilir, ancak bu çok hızlı bir şekilde yapılmalıdır. Gerçekte, böceği ilerletmek için saniyede 400 kez yapılır.

Araştırmacılar, yapay kasların daha düşük voltajlarda çalışmasını sağlamak için nanofabricasyon tekniklerine başvurmuşlardır. Özellikle, elastomer membranının kalınlığını azaltmışlardır. Ayrıca, sadece birkaç molekül kalınlığında olan yumuşak, yüksek iletkenlikte elektrotlar geliştirmişlerdir. Bu tasarıma bağlı olarak, araştırmacılar güç kaynağının boyutunu büyük ölçüde azaltabilmişlerdir.

Herbert Shea, LMTS’nin müdürüdür.

“DEA’ler genellikle birkaç kilovoltta çalışır, bu da büyük bir güç kaynağı birimini gerektirir” diye açıklıyor Shea. “Tasarımımız, sadece 0.2 gram ağırlığında olan robota, tüm gereksinimlerini sırtında taşımasını sağladı. Bu teknik, DEA’lerin robotikte geniş çapta kullanılmasına, akıllı robotik böcek sürülerine, muayene veya uzaktan onarımlar için veya hatta böcek kolonilerinin daha derin bir anlayışını kazanmak için onlarla birlikte yaşayan bir robota göndermek için yeni olanaklar sunuyor.”

“Stanford Üniversitesi ile birlikte, tamamen yumuşak ve kablosuz bir versiyon üzerinde çalışıyoruz” diyor Shea. “Uzun vadede, böceklerin birbirleriyle doğrudan iletişim kurabilmeleri için yeni sensörler ve emisyonlar eklemeyi planlıyoruz.”