روبوت كاتربيلر يوضح نهجًا جديدًا للتنقل للروبوتات الناعمة

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > يوضح روبوت كاتربيلر نهجًا جديدًا للتنقل للروبوتات اللينة

أظهر باحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية روبوتًا ناعمًا يشبه اليرقة يمكنه التحرك للأمام والخلف والغطس تحت مساحات ضيقة. تحرك روبوت كاتربيلر بواسطة نمط جديد من الأسلاك النانوية الفضية التي تستخدم الحرارة للتحكم في الطريقة التي ينحني بها الروبوت ، مما يسمح للمستخدمين بتوجيه الروبوت في أي اتجاه. ائتمان
شوانغ وو ، جامعة ولاية نورث كارولاينا

المستخلص:
أظهر باحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية روبوتًا ناعمًا يشبه اليرقة يمكنه التحرك للأمام والخلف والغطس تحت مساحات ضيقة. تحرك روبوت كاتربيلر بواسطة نمط جديد من الأسلاك النانوية الفضية التي تستخدم الحرارة للتحكم في الطريقة التي ينحني بها الروبوت ، مما يسمح للمستخدمين بتوجيه الروبوت في أي اتجاه.

يوضح روبوت كاتربيلر نهجًا جديدًا للتنقل للروبوتات اللينة

دورهام ، نورث كارولاينا | نُشر في 24 مارس 2023

"يتحكم الانحناء المحلي لجسمها في حركة كاتربيلر - ينحني جسمها بشكل مختلف عندما تسحب نفسها للأمام عما يحدث عندما تدفع نفسها للخلف" ، كما يقول يونغ جو ، مؤلف مقال عن العمل وأندرو آدامز. أستاذ متميز في الهندسة الميكانيكية والفضائية في ولاية نورث كارولاينا. "لقد استوحينا الإلهام من الميكانيكا الحيوية في كاتربيلر لتقليد هذا الانحناء المحلي ، واستخدام سخانات الأسلاك النانوية للتحكم في الانحناء والحركة المماثلين في روبوت كاتربيلر.

يقول تشو: "تعد هندسة الروبوتات اللينة التي يمكنها التحرك في اتجاهين مختلفين تحديًا كبيرًا في مجال الروبوتات اللينة". "تسمح لنا سخانات الأسلاك النانوية المدمجة بالتحكم في حركة الروبوت بطريقتين. يمكننا التحكم في أقسام الانحناء للروبوت من خلال التحكم في نمط التسخين في الروبوت اللين. ويمكننا التحكم في مدى انحناء هذه الأقسام من خلال التحكم في كمية الحرارة المطبقة ".

يتكون بوت كاتربيلر من طبقتين من البوليمر ، والتي تستجيب بشكل مختلف عند تعرضها للحرارة. تنكمش الطبقة السفلية أو تنكمش عند تعرضها للحرارة. تتسع الطبقة العليا عند تعرضها للحرارة. تم تضمين نمط من أسلاك الفضة النانوية في طبقة البوليمر المتوسعة. يشتمل النمط على نقاط رئيسية متعددة حيث يمكن للباحثين تطبيق تيار كهربائي. يمكن للباحثين التحكم في أقسام نمط الأسلاك النانوية التي يتم تسخينها عن طريق تطبيق تيار كهربائي على نقاط قيادة مختلفة ، ويمكنهم التحكم في كمية الحرارة عن طريق تطبيق تيار أكثر أو أقل.

يقول Shuang Wu ، المؤلف الأول للورقة البحثية وباحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا: "لقد أظهرنا أن روبوت اليرقة قادر على دفع نفسه للأمام ودفع نفسه للخلف". "بشكل عام ، كلما زاد تطبيقنا حاليًا ، زادت سرعة تحركه في أي من الاتجاهين. ومع ذلك ، وجدنا أن هناك دورة مثالية ، والتي أعطت البوليمر وقتًا ليبرد - مما يسمح بفاعلية "للعضلة" بالاسترخاء قبل الانقباض مرة أخرى. إذا حاولنا تدوير روبوت اليرقة بسرعة كبيرة جدًا ، فلن يكون لدى الجسم وقت "للاسترخاء" قبل الانقباض مرة أخرى ، مما يضعف حركته ".

أظهر الباحثون أيضًا أنه يمكن التحكم في حركة روبوت كاتربيلر إلى النقطة التي يتمكن فيها المستخدمون من توجيهها تحت فجوة منخفضة جدًا - على غرار توجيه الروبوت للانزلاق تحت الباب. في الأساس ، يمكن للباحثين التحكم في كل من الحركة الأمامية والخلفية وكذلك مدى ارتفاع انحناء الروبوت لأعلى في أي نقطة في تلك العملية.

يقول تشو: "هذا النهج لقيادة الحركة في إنسان آلي مرن ذو كفاءة عالية في استخدام الطاقة ، ونحن مهتمون باستكشاف الطرق التي يمكننا من خلالها جعل هذه العملية أكثر كفاءة". تشمل الخطوات التالية الإضافية دمج هذا النهج في حركة الروبوتات اللينة مع أجهزة استشعار أو تقنيات أخرى لاستخدامها في تطبيقات مختلفة - مثل أجهزة البحث والإنقاذ. "

سيتم نشر الورقة البحثية ، "روبوت الزحف الناعم المستوحى من Caterpillar مع التشغيل الحراري القابل للبرمجة الموزع" ، في 22 مارس في مجلة Science Advances. شارك في تأليف الورقة جي يين ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية في ولاية نورث كارولاينا. Yaoye Hong ، دكتوراه. طالب في ولاية نورث كارولاينا؛ وبواسطة ياو تشاو ، باحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا.

تم العمل بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم ، بموجب المنح 2122841 و 2005374 و 2126072 ؛ ومن المعاهد الوطنية للصحة ، بموجب المنحة رقم 1R01HD108473.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
المسؤول الإعلامي

مات شيبمان
جامعة ولاية نورث كارولينا
جهة اتصال الخبراء

يونغ تشو
جامعة ولاية نورث كارولاينا

حقوق النشر © جامعة ولاية كارولينا الشمالية

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: