Robot naśladuje ruchy gąsienicy

fot. pixabay

Eksperymentalny robot o miękkim ciele długości zaledwie dziewięciu centymetrów może przeciskać się przez wąskie szczeliny dzięki naśladowaniu ruchu gąsienicy. Konstrukcja opracowywana jest na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej przez zespół kierowany przez profesora Yong Zhu.

Robot wzorowany jest na zachowaniu gąsienicy ćmy perłowej. Podobnie jak inne gąsienice, także ta porusza się do przodu lub do tyłu, zwijając kolejno segmenty swojego ciała. Podczas gdy sama używa do tego celu mięśni, robot wykorzystuje miniaturowe grzałki z nanoprzewodów.

Jego korpus składa się z dwóch ułożonych w stos warstw różnych polimerów - górna rozszerza się po podgrzaniu, a dolna w tym samym czasie kurczy. W górnej dodatkowo została osadzona sieć srebrnych nanoprzewodów z wieloma punktami rozłożonymi wzdłuż całej długości robota.

Kiedy prąd elektryczny zostanie przyłożony w dowolnym ze wspomnianych punktów, nanoprzewody w danym obszarze zmieniają temperaturę, ogrzewając w ten sposób otaczający je polimer. Powoduje to, że ciało robota lokalnie się uwypukla. Poprzez sekwencyjne doprowadzanie energii do wielu sąsiednich punktów możliwe jest wygenerowanie płynnego ruchu.

- Zademonstrowaliśmy, że robot gąsienicowy jest w stanie przemieszczać się do przodu i tyłu - powiedział doktor Shuang Wu, główny autor badania - Ogólnie rzecz biorąc, im większy prąd przykładaliśmy, tym robot szybciej poruszał się w danym kierunku. Odkryliśmy jednak, że istnieje optymalny cykl, który daje polimerowi czas niezbędny na ostygnięcie, skutecznie pozwalając rozluźnić się strukturze przed jej ponownym skurczem. Poprzez selektywną aktywację nanogrzałek, udało się przesunąć konstrukcję przez szczelinę o długości 30mm i wysokości zaledwie 3mm.

- Takie podejście do sterowania ruchem miękkich robotów jest wysoce energooszczędne i jesteśmy żywo zainteresowani zbadaniem sposobów, w jakie moglibyśmy uczynić ten proces jeszcze bardziej wydajnym - powiedział Zhu - Nasze kolejne kroki obejmują integrację tej metody ze sterowaniem miękkimi robotami wyposażonymi w czujniki lub inne bardziej zaawansowane technologie w zastosowaniach, takich jak misje poszukiwawczo-ratownicze.

Badania opisano w artykule, który został niedawno opublikowany w czasopiśmie Science Advances. Robota można natomiast zobaczyć na poniższym filmie.

(rr)