Bilim Adamları Örümceklerin Eklemlerinden Esinlenen Hafif Robotlar Yarattı

Almanya'daki Max Planck Akıllı Sistemler Enstitüsü ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Colorado Boulder Üniversitesi'ndeki bilim adamları, örümceklerin eklem ilkelerini kullanarak yeni hafif robotlar geliştirdiler.

“ başlıklı araştırmaHızlı, yumuşak çalıştırmalı bağlantılar için Spider'dan ilham alan elektrohidrolik aktüatörlerAdvanced Science'ta yayınlandı. 

Örümcekler, özellikle bilim adamlarının robotlarda uygulamaya çalıştıkları av için avlanırken hidrolik çalıştırma mekanizmaları yoluyla uzuvlarını hareket ettirdikleri için robotik alanında genellikle ilham kaynağı olurlar.

Bilim adamlarından oluşan ekip, bu ilkeleri kullanarak, eklemli robotları herhangi bir hantal bileşen ve konektör olmadan çalıştırabildi; 

Robot, yapımında kullanılan hafif basit yapılar sayesinde yüksekliğinin 10 katı kadar zıplayabiliyor.

SES Eklemleri

Bilim adamları, robotlarda yüksek performans elde etmek için Spider'dan ilham alan Elektrohidrolik Yumuşak tahrikli mafsallara veya SES mafsallarına güvendiler. Eklemler, bir arachno-bot dışında bile çeşitli şekillerde yapılandırılabilir.

Araştırma makalesi, nesneleri kavramak ve almak için kullanılabilen çift yönlü bir eklemi, çok bölümlü bir yapay uzuv ve üç parmaklı bir kıskaç detaylandırıyor. Tüm farklı yaratımlar benzer özelliklere sahiptir. Hafif, basit ve yüksek performans sergiliyorlar, yani hızlı hareket gerektiren ve farklı ortamlarla etkileşime giren robotik sistemler için kullanışlılar. 

SES eklemleri, HASEL yapay kas yapmak için ekip tarafından daha önce icat edilen teknoloji. SES eklemleri, bir örümceğin bacaklarını hidrolik kuvvetlerle uzatmasına benzer şekilde, hem sert hem de daha yumuşak öğelere sahip bir dış iskelet mekanizmasını taklit eder.

Örümcekten İlham Alan Robotları Geliştirmek

Bilim adamları önce sıvı bir dielektrikle doldurulmuş ince plastik filmlerden yapılmış esnek bir kese yarattılar. Daha sonra elektrotlar, poşetin her iki tarafına yerleştirildi ve cepler, elektrostatik kuvvetler yoluyla üretilen hidrolik güçle aktüatör görevi gördü. 

Torba, döner bir bağlantıya bağlıdır ve elektrotlar arasına yüksek voltaj uygulandığında, sıvı dielektrik torbanın içinde kayar ve eklem esner. SES mafsalları 70 dereceye kadar dönebilir, bu da yüksek torklara neden olur ve çok kolay bir şekilde başlangıç ​​pozisyonuna geri dönebilir. 

Christoph Keplinger, Max Planck İstihbarat Sistemleri Enstitüsü'nde Robotik Malzemeler Departmanı Direktörüdür. 

Keplinger, "Robotu ağırlaştıran çevresel bileşenler olmadığından, SES eklemleri çok basit ve hafiftir" diyor. "Yumuşak robotlara yönelik birçok uygulama, çok yönlü aktüatörler gerektirir. Örümcekten ilham alan bu eklemler yüksek işlevsellik sağlar ve çok az güç tüketir, yapımı kolay ve ucuzdur—kullandığımız plastikler gıda ambalajları içindir—ve üretimleri kolayca ölçeklendirilebilir. Bunların hepsi, birçok farklı şekilde hareket edebilen ve çeşitli nesneleri kırmadan manipüle edebilen robotların tasarımı için kritik olan niteliklerdir.”

Bilim adamları, üç parmaklı bir kıskaç uygulamasıyla SES eklemlerinin çok yönlülüğünü gösterdiler. Kıskaç kas benzeri bir yapıya dayansaydı, bir nesneyi yakalamaya çalışırken engellenirdi. Ancak menteşe olarak kullanılan SES mafsalları ile çok daha az yer gerekir. 

Nicholas Kellaris makalenin ilk yazarıdır.

Kellaris, "Araştırma göze çarpıyor çünkü çok çeşitli malzemeler kullanabiliyoruz, hatta poşetleri oluşturmak için cips torbaları yapmak için kullanılan plastik bile," diyor. "Bu şekilde, SES'i özel olarak ayarlanmış çalıştırma özelliklerine sahip çok çeşitli geometrilerde uygulayabiliriz." 

Phillip Rothemund yayının ikinci yazarıdır.

Rothemund, "Araştırmamızın nihai amacı bir örümcek robot yapmak değildi" diye ekliyor. "Her tür robota yerleştirebileceğiniz son teknoloji ürünü, aktif bir eklem geliştirmek istedik."