Robot Caterpillar demonstrerar nytt förhållningssätt för mjuk robotik

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Hem > Presse > Robotlarv visar ett nytt tillvägagångssätt för förflyttning för mjuk robotik

Forskare vid North Carolina State University har visat en larvliknande mjuk robot som kan röra sig framåt, bakåt och doppa under trånga utrymmen. Caterpillar-botens rörelse drivs av ett nytt mönster av silver nanotrådar som använder värme för att kontrollera hur roboten böjer sig, vilket gör att användarna kan styra roboten i båda riktningarna. KREDITERA
Shuang Wu, NC State University

Sammanfattning:
Forskare vid North Carolina State University har visat en larvliknande mjuk robot som kan röra sig framåt, bakåt och doppa under trånga utrymmen. Caterpillar-botens rörelse drivs av ett nytt mönster av silver nanotrådar som använder värme för att kontrollera hur roboten böjer sig, vilket gör att användarna kan styra roboten i båda riktningarna.

Robotlarv visar ett nytt förhållningssätt till förflyttning för mjuk robotik

Durham, NC | Postat den 24 mars 2023

"En larvs rörelse styrs av den lokala krökningen av dess kropp - dess kropp kröker sig annorlunda när den drar sig själv framåt än när den trycker sig själv bakåt", säger Yong Zhu, motsvarande författare till en artikel om verket och Andrew A. Adams Erkänd professor i maskin- och rymdteknik vid NC State. "Vi har hämtat inspiration från larvens biomekanik för att efterlikna den lokala krökningen och använda nanotrådsvärmare för att kontrollera liknande krökning och rörelse i larvbottnen.

"Att konstruera mjuka robotar som kan röra sig i två olika riktningar är en betydande utmaning inom mjuk robotik", säger Zhu. "De inbyggda nanotrådsvärmarna tillåter oss att kontrollera robotens rörelse på två sätt. Vi kan styra vilka delar av roboten som böjs genom att styra uppvärmningsmönstret i den mjuka roboten. Och vi kan kontrollera i vilken utsträckning dessa sektioner böjs genom att kontrollera mängden värme som appliceras."

Caterpillar-boten består av två lager av polymer, som reagerar olika när de utsätts för värme. Bottenskiktet krymper eller drar ihop sig när det utsätts för värme. Det översta lagret expanderar när det utsätts för värme. Ett mönster av silver nanotrådar är inbäddat i det expanderande skiktet av polymer. Mönstret inkluderar flera ledpunkter där forskare kan applicera en elektrisk ström. Forskarna kan styra vilka delar av nanotrådsmönstret som värms upp genom att applicera en elektrisk ström till olika ledningspunkter, och kan kontrollera mängden värme genom att applicera mer eller mindre ström.

"Vi visade att caterpillar-boten kan dra sig själv framåt och trycka sig själv bakåt", säger Shuang Wu, första författare till artikeln och postdoktor vid NC State. "I allmänhet, ju mer ström vi applicerade, desto snabbare skulle den röra sig åt båda hållen. Vi fann dock att det fanns en optimal cykel, vilket gav polymeren tid att svalna – vilket effektivt lät "muskeln" slappna av innan den dras ihop igen. Om vi försökte cykla larvboten för snabbt, hann kroppen inte "slappna av" innan den drog ihop sig igen, vilket försämrade dess rörelse."

Forskarna visade också att larvbotens rörelse kunde kontrolleras till en punkt där användarna kunde styra den under ett mycket lågt mellanrum - liknande att styra roboten att glida under en dörr. I huvudsak kunde forskarna kontrollera både framåt- och bakåtrörelse samt hur högt roboten böjde sig uppåt när som helst i den processen.

"Det här tillvägagångssättet för att driva rörelse i en mjuk robot är mycket energieffektivt, och vi är intresserade av att utforska sätt att göra den här processen ännu mer effektiv", säger Zhu. "Ytterligare nästa steg inkluderar att integrera detta tillvägagångssätt för mjuk robotrörelse med sensorer eller annan teknik för användning i olika applikationer - såsom sök- och räddningsanordningar."

Uppsatsen "Caterpillar-inspirerad mjuk kryprobot med distribuerad programmerbar termisk aktivering" kommer att publiceras den 22 mars i tidskriften Science Advances. Uppsatsen var medförfattare av Jie Yin, en docent i mekanisk och rymdteknik vid NC State; Yaoye Hong, en Ph.D. student vid NC State; och av Yao Zhao, en postdoktor vid NC State.

Arbetet utfördes med stöd från National Science Foundation, under anslag 2122841, 2005374 och 2126072; och från National Institutes of Health, under anslagsnummer 1R01HD108473.

####

För mer information, klicka på här.

Kontaktpersoner:
Media Kontakt

Matt Shipman
North Carolina State University
Expertkontakt

Yong Zhu
NC State University

Om du har en kommentar, snälla Kontakta oss oss.

Emittenter av nyhetsmeddelanden, inte 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, är ensamma ansvariga för innehållets noggrannhet.

Bokmärke: