Το Robot Caterpillar επιδεικνύει νέα προσέγγιση στην κίνηση για μαλακά ρομποτικά

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Η κάμπια ρομπότ επιδεικνύει νέα προσέγγιση στη μετακίνηση για μαλακή ρομποτική

Ερευνητές στο North Carolina State University παρουσίασαν ένα μαλακό ρομπότ που μοιάζει με κάμπια που μπορεί να κινείται προς τα εμπρός, προς τα πίσω και να βυθίζεται κάτω από στενούς χώρους. Η κίνηση του ρομπότ-κάμπια καθοδηγείται από ένα νέο μοτίβο από ασημένια νανοσύρματα που χρησιμοποιούν θερμότητα για να ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο λυγίζει το ρομπότ, επιτρέποντας στους χρήστες να κατευθύνουν το ρομπότ προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. ΠΙΣΤΩΣΗ
Shuang Wu, NC State University

Περίληψη:
Ερευνητές στο North Carolina State University παρουσίασαν ένα μαλακό ρομπότ που μοιάζει με κάμπια που μπορεί να κινείται προς τα εμπρός, προς τα πίσω και να βυθίζεται κάτω από στενούς χώρους. Η κίνηση του ρομπότ-κάμπια καθοδηγείται από ένα νέο μοτίβο από ασημένια νανοσύρματα που χρησιμοποιούν θερμότητα για να ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο λυγίζει το ρομπότ, επιτρέποντας στους χρήστες να κατευθύνουν το ρομπότ προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Η κάμπια ρομπότ επιδεικνύει νέα προσέγγιση στη μετακίνηση για μαλακή ρομποτική

Durham, NC | Δημοσιεύτηκε στις 24 Μαρτίου 2023

«Η κίνηση μιας κάμπιας ελέγχεται από την τοπική καμπυλότητα του σώματός της – το σώμα της καμπυλώνεται διαφορετικά όταν τραβάει τον εαυτό της προς τα εμπρός από ό,τι όταν σπρώχνεται προς τα πίσω», λέει ο Yong Zhu, αντίστοιχος συγγραφέας μιας εργασίας για το έργο και τον Andrew A. Adams Διακεκριμένος Καθηγητής Μηχανολόγων και Αεροδιαστημικής Μηχανικής στο NC State. «Έχουμε αντλήσει έμπνευση από την εμβιομηχανική της κάμπιας για να μιμούμε αυτήν την τοπική καμπυλότητα και να χρησιμοποιήσουμε θερμαντήρες νανοσύρματος για να ελέγξουμε παρόμοια καμπυλότητα και κίνηση στο caterpillar-bot.

«Η κατασκευή μαλακών ρομπότ που μπορούν να κινούνται προς δύο διαφορετικές κατευθύνσεις είναι μια σημαντική πρόκληση στην μαλακή ρομποτική», λέει ο Zhu. «Οι ενσωματωμένοι θερμαντήρες νανοσύρματος μας επιτρέπουν να ελέγχουμε την κίνηση του ρομπότ με δύο τρόπους. Μπορούμε να ελέγξουμε ποια τμήματα του ρομπότ κάμπτονται ελέγχοντας το σχέδιο θέρμανσης στο μαλακό ρομπότ. Και μπορούμε να ελέγξουμε την έκταση στην οποία αυτά τα τμήματα κάμπτονται ελέγχοντας την ποσότητα θερμότητας που εφαρμόζεται».

Το caterpillar-bot αποτελείται από δύο στρώματα πολυμερούς, τα οποία αντιδρούν διαφορετικά όταν εκτίθενται στη θερμότητα. Το κάτω στρώμα συρρικνώνεται, ή συστέλλεται, όταν εκτίθεται στη θερμότητα. Το επάνω στρώμα διαστέλλεται όταν εκτίθεται σε θερμότητα. Ένα σχέδιο από νανοσύρματα αργύρου είναι ενσωματωμένο στο διαστελλόμενο στρώμα του πολυμερούς. Το σχέδιο περιλαμβάνει πολλαπλά σημεία απαγωγής όπου οι ερευνητές μπορούν να εφαρμόσουν ηλεκτρικό ρεύμα. Οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν ποια τμήματα του σχεδίου νανοσύρματος θερμαίνονται εφαρμόζοντας ηλεκτρικό ρεύμα σε διαφορετικά σημεία απαγωγής και μπορούν να ελέγξουν την ποσότητα θερμότητας εφαρμόζοντας περισσότερο ή λιγότερο ρεύμα.

«Δείξαμε ότι το caterpillar-bot είναι ικανό να τραβάει τον εαυτό του προς τα εμπρός και να σπρώχνεται προς τα πίσω», λέει ο Shuang Wu, πρώτος συγγραφέας της εργασίας και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο NC State. «Γενικά, όσο περισσότερο ρεύμα εφαρμόζαμε, τόσο πιο γρήγορα θα κινούνταν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Ωστόσο, διαπιστώσαμε ότι υπήρχε ένας βέλτιστος κύκλος, ο οποίος έδωσε χρόνο στο πολυμερές να κρυώσει – επιτρέποντας ουσιαστικά στον «μύα» να χαλαρώσει πριν συσπαστεί ξανά. Αν προσπαθούσαμε να κάνουμε ποδήλατο το caterpillar-bot πολύ γρήγορα, το σώμα δεν είχε χρόνο να «χαλαρώσει» πριν συσπαστεί ξανά, κάτι που μείωσε την κίνησή του».

Οι ερευνητές απέδειξαν επίσης ότι η κίνηση του ρομπότ-κάμπια μπορούσε να ελεγχθεί σε σημείο που οι χρήστες μπορούσαν να το κατευθύνουν κάτω από ένα πολύ χαμηλό κενό - παρόμοιο με το να καθοδηγούν το ρομπότ να γλιστρήσει κάτω από μια πόρτα. Στην ουσία, οι ερευνητές μπορούσαν να ελέγξουν τόσο την κίνηση προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω, καθώς και το πόσο ψηλά λύγισε το ρομπότ προς τα πάνω σε οποιοδήποτε σημείο αυτής της διαδικασίας.

«Αυτή η προσέγγιση στην οδήγηση κίνησης σε ένα μαλακό ρομπότ είναι εξαιρετικά ενεργειακά αποδοτική και μας ενδιαφέρει να εξερευνήσουμε τρόπους με τους οποίους θα μπορούσαμε να κάνουμε αυτή τη διαδικασία ακόμα πιο αποτελεσματική», λέει ο Zhu. «Τα πρόσθετα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση αυτής της προσέγγισης στη μετακίνηση μαλακών ρομπότ με αισθητήρες ή άλλες τεχνολογίες για χρήση σε διάφορες εφαρμογές – όπως συσκευές έρευνας και διάσωσης».

Η εργασία, «Μαλακό ρομπότ ερπυσμού εμπνευσμένο από την Caterpillar with Distributed Programmable Thermal Actuation», θα δημοσιευθεί στις 22 Μαρτίου στο περιοδικό Science Advances. Το έγγραφο συντάχθηκε από τον Jie Yin, αναπληρωτή καθηγητή μηχανολογίας και αεροδιαστημικής μηχανικής στο NC State. Yaoye Hong, Ph.D. φοιτητής στο NC State. και από τον Yao Zhao, μεταδιδακτορικό ερευνητή στο NC State.

Η εργασία έγινε με την υποστήριξη του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, στο πλαίσιο των επιχορηγήσεων 2122841, 2005374 και 2126072. και από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, με αριθμό επιχορήγησης 1R01HD108473.

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

Επαφές:
Media Επικοινωνία

Ματ Σίπμαν
Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας
Επικοινωνία ειδικού

Γιονγκ Ζου
NC State University

Πνευματικά δικαιώματα © Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: