Представлены роботы-прыгуны в длину размером с насекомое

Прочитано: 62 раз(а)


Команда инженеров из Университета Иллинойса опубликовала первое известное исследование, документирующее прыжки в длину 3D-печатных роботов размером с насекомое.

Новое исследование, опубликованное в журнале Smart Materials and Structures , следует за предыдущей публикацией, в которой задокументировано исследование той же лаборатории вертикальных прыжков у роботов размером с насекомое. Исследование возглавляет профессор Самех Тауфик, доцент и научный сотрудник факультета Ральфа А. Андерсена кафедры механических наук и инженерии. Его лаборатория, Исследовательская группа кинетических материалов, изучает развитие искусственных мышц в рамках своей деятельности по производству биоматериалов.

«Насколько мне известно, это первый раз, когда кто-либо продемонстрировал прыжки в длину на роботах размером с насекомое», — сказал Тауфик о достижениях своей лаборатории. «Это важно, потому что это дает роботу запланированную мобильность, благодаря которой он теперь может прыгать из пункта А в пункт Б, пересекая местность, более сложную, чем его собственный размер».

Производительность прыжков роботов размером с насекомое ранее была затруднена из-за мелкосерийных производственных процессов и ограниченной доступности материалов и миниатюрных приводов. Команда Тауфика использовала спиральные искусственные мышечные приводы и аддитивное производство для создания монолитного эластомерного робота, вдохновленного прыжковым механизмом саранчи.

«Мы использовали конструкцию с четырьмя стержнями для прыжков, вдохновленную саранчой, которая является выдающимся прыгуном», — сказал Тауфик, объяснив, что, хотя четыре ноги саранчи не связаны между собой, что позволяет ей как ходить, так и прыгать, робот в их исследовании используется одна мышца, обслуживающая систему связей.

Прототип в масштабе насекомого имеет легкий эластомерный корпус и искусственные мышцы, сделанные из намотанной термообработанной нейлоновой лески. Лаборатория Тауфика ранее разработала машины для производства этих миниатюрных катушек. Исследователи спроектировали и протестировали 108 итераций роботов, созданных с помощью аддитивного производства, самая маленькая из которых имела массу 0,216 грамма и способность прыгать на горизонтальное расстояние в 60 раз больше своего тела.

Разработка прыгающего в длину робота размером с насекомое имеет важное значение для сельскохозяйственных и ремонтных работ, для которых требуется неразрушающая оценка. Например, будущие роботы могут быть оснащены датчиками для сбора данных при контакте с культурой или исследовании внутри машины.

«Эти роботы могут достигать мест, куда в настоящее время не могут попасть дроны», — сказал Тауфик о прогнозируемой способности прыгающих в длину роботов собирать данные об урожаях. «Они недороги в массовом производстве, что дает им большую полезность для зондирования в качестве флота».

Следующими шагами команды будет изучение планирования движения, чтобы роботы эффективно выполняли прыжки, максимально увеличивая время автономной работы , и находили наиболее эффективный путь движения. Они также будут использовать систему для исследования факторов неопределенности, вносимых прыжковым движением.

«Наша мечта на будущее — создать небольшую миссию, в которой робот будет совершать несколько прыжков, пока не достигнет цели», — сказал Тауфик. «Это позволит нам проверить его способность идти в назначенную точку, собирать изображения и возвращаться к началу».

Исследователи также рады видеть, что их методы используются другими специалистами в этой области.

«Одной из сильных сторон нашего исследования является то, что другие исследователи могут использовать нашу теоретическую модель для создания чего-то подобного», — сказал Тауфик. «Мы рады, что мир узнает, что теперь у нас есть робот , который может прыгать в длину».

Представлены роботы-прыгуны в длину размером с насекомое



Новости партнеров