Robot Caterpillar demonstrerer ny tilgang til bevægelse for blød robotik

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Robotlarve demonstrerer ny tilgang til bevægelse for blød robotteknologi

Forskere ved North Carolina State University har demonstreret en larvelignende blød robot, der kan bevæge sig fremad, bagud og dyppe under snævre rum. Caterpillar-bot'ens bevægelse er drevet af et nyt mønster af sølv nanotråde, der bruger varme til at styre den måde, robotten bøjer på, hvilket giver brugerne mulighed for at styre robotten i begge retninger. KREDIT
Shuang Wu, NC State University

Abstract:
Forskere ved North Carolina State University har demonstreret en larvelignende blød robot, der kan bevæge sig fremad, bagud og dyppe under snævre rum. Caterpillar-bot'ens bevægelse er drevet af et nyt mønster af sølv nanotråde, der bruger varme til at styre den måde, robotten bøjer på, hvilket giver brugerne mulighed for at styre robotten i begge retninger.

Robotlarve demonstrerer ny tilgang til bevægelse for blød robotteknologi

Durham, NC | Udgivet den 24. marts 2023

"En larves bevægelse styres af dens krops lokale krumning - dens krop krummer anderledes, når den trækker sig selv frem, end den gør, når den skubber sig selv bagud," siger Yong Zhu, tilsvarende forfatter til et papir om værket og Andrew A. Adams Distinguished Professor of Mechanical and Aerospace Engineering ved NC State. "Vi har hentet inspiration fra larvens biomekanik for at efterligne den lokale krumning og bruge nanotrådvarmere til at kontrollere lignende krumning og bevægelser i larveboten.

"At udvikle bløde robotter, der kan bevæge sig i to forskellige retninger, er en væsentlig udfordring inden for blød robotteknologi," siger Zhu. "De indbyggede nanotrådvarmere giver os mulighed for at styre robottens bevægelse på to måder. Vi kan styre, hvilke dele af robotten der bøjer sig ved at styre opvarmningsmønstret i den bløde robot. Og vi kan kontrollere, i hvor høj grad disse sektioner bøjer ved at kontrollere mængden af varme, der tilføres."

Larve-boten består af to lag polymer, som reagerer forskelligt, når de udsættes for varme. Det nederste lag krymper eller trækker sig sammen, når det udsættes for varme. Det øverste lag udvider sig, når det udsættes for varme. Et mønster af sølv nanotråde er indlejret i det ekspanderende lag af polymer. Mønsteret inkluderer flere ledepunkter, hvor forskere kan anvende en elektrisk strøm. Forskerne kan kontrollere, hvilke dele af nanotrådsmønsteret, der opvarmes, ved at tilføre en elektrisk strøm til forskellige ledningspunkter, og kan styre mængden af varme ved at anvende mere eller mindre strøm.

"Vi demonstrerede, at larve-botten er i stand til at trække sig selv frem og skubbe sig selv bagud," siger Shuang Wu, førsteforfatter af papiret og en postdoc-forsker ved NC State. "Generelt, jo mere strøm vi anvendte, jo hurtigere ville den bevæge sig i begge retninger. Vi fandt dog ud af, at der var en optimal cyklus, som gav polymeren tid til at køle af – hvilket effektivt lod 'musklen' slappe af, før den trækker sig sammen igen. Hvis vi forsøgte at cykle larveboten for hurtigt, havde kroppen ikke tid til at 'slappe af', før den trak sig sammen igen, hvilket svækkede dens bevægelse."

Forskerne demonstrerede også, at larve-botens bevægelse kunne kontrolleres til det punkt, hvor brugerne var i stand til at styre den under et meget lavt mellemrum – svarende til at guide robotten til at glide under en dør. I det væsentlige kunne forskerne kontrollere både fremadgående og bagudgående bevægelse samt hvor højt robotten bøjede opad på et hvilket som helst tidspunkt i den proces.

"Denne tilgang til at drive bevægelse i en blød robot er yderst energieffektiv, og vi er interesserede i at udforske måder, hvorpå vi kan gøre denne proces endnu mere effektiv," siger Zhu. "Yderligere næste trin inkluderer at integrere denne tilgang til blød robotbevægelse med sensorer eller andre teknologier til brug i forskellige applikationer - såsom søge- og redningsenheder."

Artiklen, "Caterpillar-inspireret blød kravlerobot med distribueret programmerbar termisk aktivering," udgives den 22. marts i tidsskriftet Science Advances. Papiret var medforfatter af Jie Yin, en lektor i mekanisk og rumfartsteknik ved NC State; Yaoye Hong, en ph.d. studerende ved NC State; og af Yao Zhao, en postdoc-forsker ved NC State.

Arbejdet blev udført med støtte fra National Science Foundation, under bevillinger 2122841, 2005374 og 2126072; og fra National Institutes of Health, under bevillingsnummer 1R01HD108473.

####

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Media Kontakt

Matt Shipman
North Carolina State University
Ekspertkontakt

Yong Zhu
NC State University

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: