Robot Caterpillar Demonstrates New Approach To Locomotion For Soft Robotics

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Etusivu > lehdistö > Robot caterpillar esittelee uutta lähestymistapaa liikkumiseen pehmeässä robotiikassa

North Carolina State Universityn tutkijat ovat osoittaneet toukkamaisen pehmeän robotin, joka voi liikkua eteenpäin, taaksepäin ja sukeltaa kapeiden tilojen alle. Toukkabotin liikettä ohjaa uusi hopeanhohtoisten nanolankojen kuvio, jotka ohjaavat robotin taipumista lämmön avulla, jolloin käyttäjät voivat ohjata robottia kumpaan tahansa suuntaan. LUOTTO
Shuang Wu, NC State University

Tiivistelmä:
North Carolina State Universityn tutkijat ovat osoittaneet toukkamaisen pehmeän robotin, joka voi liikkua eteenpäin, taaksepäin ja sukeltaa kapeiden tilojen alle. Toukkabotin liikettä ohjaa uusi hopeanhohtoisten nanolankojen kuvio, jotka ohjaavat robotin taipumista lämmön avulla, jolloin käyttäjät voivat ohjata robottia kumpaan tahansa suuntaan.

Robottitela esittelee uutta lähestymistapaa pehmeän robotiikan liikkumiseen

Durham, NC | Julkaistu 24. maaliskuuta 2023

"Toukkien liikettä ohjaa sen kehon paikallinen kaarevuus – sen vartalo kaareutuu eri tavalla, kun se vetää itseään eteenpäin, kuin kun se työntää itseään taaksepäin", sanoo Yong Zhu, vastaava kirjoittaja työstä ja Andrew A. Adams. Arvostettu mekaniikka- ja ilmailutekniikan professori NC Statessa. "Olemme saaneet inspiraatiota toukkojen biomekaniikasta jäljitelläksemme tätä paikallista kaarevuutta ja käyttämällä nanolankalämmittimiä samanlaisen kaarevuuden ja liikkeen ohjaamiseen toukka-botissa.

"Kahteen eri suuntaan liikkuvien pehmeiden robottien suunnittelu on merkittävä haaste pehmeässä robotiikassa", Zhu sanoo. ”Upoistetut nanolankalämmittimet antavat meille mahdollisuuden ohjata robotin liikettä kahdella tavalla. Voimme hallita, mitkä robotin osat taipuvat ohjaamalla pehmeän robotin kuumennuskuviota. Ja voimme hallita näiden osien taipumista säätelemällä käytettävän lämmön määrää."

Caterpillar-bot koostuu kahdesta polymeerikerroksesta, jotka reagoivat eri tavalla altistuessaan lämmölle. Pohjakerros kutistuu tai supistuu altistuessaan lämmölle. Päällyskerros laajenee altistuessaan lämmölle. Laajenevaan polymeerikerrokseen on upotettu hopeisten nanolankojen kuvio. Kuvio sisältää useita johtopisteitä, joissa tutkijat voivat käyttää sähkövirtaa. Tutkijat voivat hallita, mitkä nanolankakuvion osat kuumenevat kohdistamalla sähkövirtaa eri johtopisteisiin, ja voivat ohjata lämmön määrää käyttämällä enemmän tai vähemmän virtaa.

"Osoitimme, että toukkabotti pystyy vetämään itseään eteenpäin ja työntämään itseään taaksepäin", sanoo Shuang Wu, paperin ensimmäinen kirjoittaja ja tohtoritutkija NC Statessa. ”Yleensä mitä enemmän virtaa käytimme, sitä nopeammin se liikkuisi kumpaankin suuntaan. Huomasimme kuitenkin, että oli olemassa optimaalinen sykli, joka antoi polymeerille aikaa jäähtyä – antaen tehokkaasti "lihaksen" rentoutua ennen kuin se supistui uudelleen. Jos yritimme pyörittää toukkabottia liian nopeasti, keho ei ehtinyt "rentoutua" ennen kuin supistui uudelleen, mikä heikensi sen liikettä.

Tutkijat osoittivat myös, että toukkabotin liikettä voitiin hallita niin pitkälle, että käyttäjät pystyivät ohjaamaan sitä erittäin matalan raon alle – samalla tavalla kuin ohjaisi robottia liukumaan oven alle. Pohjimmiltaan tutkijat pystyivät hallitsemaan sekä eteen- että taaksepäin liikettä sekä kuinka korkealle robotti taipuu ylöspäin missä tahansa prosessin vaiheessa.

"Tämä lähestymistapa liikkeen ohjaamiseen pehmeässä robotissa on erittäin energiatehokas, ja olemme kiinnostuneita tutkimaan tapoja, joilla voimme tehdä tästä prosessista entistä tehokkaamman", Zhu sanoo. "Seuraavia lisäaskeleita ovat tämän lähestymistavan integroiminen pehmeän robotin liikkumiseen antureilla tai muilla teknologioilla käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa - kuten etsintä- ja pelastuslaitteissa."

Paperi "Caterpillar-Inspired Soft Crawling Robot with Distributed Programmable Thermal Actuation" julkaistaan 22. maaliskuuta Science Advances -lehdessä. Paperin on kirjoittanut Jie Yin, NC Staten mekaanisen ja ilmailutekniikan apulaisprofessori; Yaoye Hong, tohtori opiskelija NC State; ja Yao Zhao, tutkijatohtori NC Statessa.

Työ tehtiin National Science Foundationin tuella, apurahoilla 2122841, 2005374 ja 2126072; ja National Institutes of Healthin apurahanumerolla 1R01HD108473.

####

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

Yhteydet:
Media Yhteystiedot

Matt Shipman
North Carolina State University
Asiantuntija Yhteystiedot

Yong Zhu
NC State University

Tekijänoikeus © North Carolina State University

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: