Niezwykle zwinny robot na bazie insekta

fot. pixabay

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley stworzyli robota podobnego do owada, który może poruszać się bardzo szybko i wykonywać ostre zwroty dzięki specjalnie dostosowanym do tego celu kończynom.

Nowe urządzenie opiera się na projekcie opisanym przez zespół w 2019 roku, który został wykonany z prostokątnego arkusza polifluorku winylidenu (PVDF) pokrytego elastycznym polimerem. Pomysł polegał na tym, że po przyłożeniu prądu przemiennego materiał szybko się wyginał i prostował, co w efekcie przekładało się na ruch postępowy urządzenia.

Robot podczas pierwszych testów mógł poruszać się po płaskiej powierzchni z prędkością równą dwudziestu długościom ciała na sekundę. Był także w stanie przenosić małe ładunki. Jedynym problemem był fakt, iż konstrukcja nie była szczególnie zwrotna. Nowy prototyp inżynierowie postanowili więc wyposażyć w bardziej zaawansowane odnóża.

- Nasz oryginalny robot mógł poruszać się niezwykle szybko, ale nie byliśmy nawet w stanie kontrolować tego, czy porusza się w lewo, czy w prawo z powodu wymaganej dokładności produkcji. Mała odchyłka mogła skutkować tym, że skręcał wyłącznie w jednym kierunku - powiedział Liwei Lin, starszy autor badania - Wynikiem naszych ostatnich usprawnień jest wymiana odnóży na takie, które umożliwiają wykonywanie bardzo szybkich skrętów.

Nowe miniaturowe pedipulatory działają na bazie przyczepności elektrostatycznej. Gdy napięcie zostanie przyłożone do jednego z nich, przyklei się on do podłoża, powodując że robot gwałtownie skręci w wypadkowym kierunku.

Naukowcy zademonstrowali nadzwyczajną zwinność robota w eksperymencie, w którym przemierzał labirynt. Był go w stanie pokonać w czasie wynoszącym zaledwie 5,6 sekundy. W innych testach wyposażono go natomiast w czujniki gazu, a jego zadaniem było utworzenie mapy stężeń gazu na danym obszarze. Wskazuje to na możliwe przyszłe zastosowania w ramach lokalizacji źródeł wycieków w rurociągach.

Zespół finalnie zbudował dwie różne wersje maszyny - z zewnętrznym źródłem zasilania oraz wyposażoną w akumulator. Pierwszy z modeli okazał się być szybszy, osiągając zwiększoną prędkość maksymalną wynoszącą do dwudziestu ośmiu długości ciała na sekundę. Zbliżyło to maszynę do osiągów żywego karalucha.

- Jednym z największych wyzwań stojących przed robotykami w dzisiejszych czasach jest tworzenie robotów w małej skali, które zachowują moc i kontrolę znaną nam z konstrukcji większych robotów - powiedział Lin - W przypadku wielkogabarytowych rozwiązań problemy z dużym akumulatorem bądź zastosowaniem bardziej złożonego układu sterowania nie występują. Jednak schodząc ze skalą w dół, masy tych komponentów odgrywają coraz większą rolę i ograniczają osiągi robotów. Nasze urządzenie to próba przeciwstawienia się temu ogólnemu trendowi.

Wyniki badań nad konstrukcją opublikowano w czasopiśmie Science Robotics. Zespół demonstruje możliwości robota na poniższym filmie.

(rr)