หุ่นยนต์ Caterpillar สาธิตแนวทางใหม่ในการเคลื่อนที่สำหรับหุ่นยนต์แบบอ่อน

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

หน้าแรก > ข่าวประชา > Robot caterpillar สาธิตวิธีการเคลื่อนที่แบบใหม่สำหรับหุ่นยนต์แบบอ่อน

นักวิจัยจาก North Carolina State University ได้สาธิตหุ่นยนต์นุ่มคล้ายหนอนผีเสื้อที่สามารถเดินหน้า ถอยหลัง และมุดตัวเข้าไปในพื้นที่แคบๆ ได้ การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์หนอนผีเสื้อขับเคลื่อนด้วยรูปแบบใหม่ของเส้นลวดนาโนเงินที่ใช้ความร้อนเพื่อควบคุมลักษณะการโค้งงอของหุ่นยนต์ ทำให้ผู้ใช้สามารถบังคับหุ่นยนต์ไปในทิศทางใดก็ได้ เครดิต
Shuang Wu มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา

นามธรรม:
นักวิจัยจาก North Carolina State University ได้สาธิตหุ่นยนต์นุ่มคล้ายหนอนผีเสื้อที่สามารถเดินหน้า ถอยหลัง และมุดตัวเข้าไปในพื้นที่แคบๆ ได้ การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์หนอนผีเสื้อขับเคลื่อนด้วยรูปแบบใหม่ของเส้นลวดนาโนเงินที่ใช้ความร้อนเพื่อควบคุมลักษณะการโค้งงอของหุ่นยนต์ ทำให้ผู้ใช้สามารถบังคับหุ่นยนต์ไปในทิศทางใดก็ได้

หนอนผีเสื้อสาธิตวิธีการเคลื่อนที่แบบใหม่สำหรับหุ่นยนต์แบบอ่อน

เดอร์แฮม, นอร์ทแคโรไลนา | โพสต์เมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2023

“การเคลื่อนไหวของหนอนผีเสื้อถูกควบคุมโดยความโค้งเฉพาะที่ของร่างกายของมัน – ร่างกายของมันโค้งแตกต่างกันเมื่อมันดึงตัวเองไปข้างหน้ากับที่มันทำเมื่อมันผลักตัวเองไปข้างหลัง” Yong Zhu ผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้องและ Andrew A. Adams กล่าว ศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่ NC State “เราได้แรงบันดาลใจจากชีวกลศาสตร์ของหนอนผีเสื้อเพื่อเลียนแบบความโค้งเฉพาะที่นั้น และใช้เครื่องทำความร้อนเส้นลวดนาโนเพื่อควบคุมความโค้งและการเคลื่อนที่ที่คล้ายกันในหุ่นยนต์หนอนผีเสื้อ

“วิศวกรรมซอฟต์โรบ็อตที่สามารถเคลื่อนที่ได้สองทิศทางคือความท้าทายที่สำคัญในวิทยาการหุ่นยนต์ซอฟต์” Zhu กล่าว “ฮีตเตอร์เส้นลวดนาโนแบบฝังช่วยให้เราควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ได้สองวิธี เราสามารถควบคุมส่วนใดของหุ่นยนต์ให้โค้งงอได้โดยการควบคุมรูปแบบการให้ความร้อนในหุ่นยนต์แบบอ่อน และเราสามารถควบคุมขอบเขตที่ส่วนเหล่านั้นโค้งงอได้ด้วยการควบคุมปริมาณความร้อนที่ใช้”

Caterpillar-bot ประกอบด้วยโพลิเมอร์ XNUMX ชั้น ซึ่งตอบสนองต่างกันเมื่อสัมผัสกับความร้อน ชั้นล่างหดตัวหรือหดตัวเมื่อสัมผัสกับความร้อน ชั้นบนสุดขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน รูปแบบของเส้นลวดนาโนเงินฝังอยู่ในชั้นขยายตัวของพอลิเมอร์ รูปแบบมีจุดนำหลายจุดซึ่งนักวิจัยสามารถใช้กระแสไฟฟ้าได้ นักวิจัยสามารถควบคุมส่วนใดของรูปแบบเส้นลวดนาโนที่ร้อนขึ้นได้โดยใช้กระแสไฟฟ้ากับจุดตะกั่วต่างๆ และสามารถควบคุมปริมาณความร้อนได้โดยใช้กระแสไฟฟ้ามากหรือน้อย

Shuang Wu ผู้เขียนคนแรกของบทความนี้และนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ NC State กล่าวว่า "เราแสดงให้เห็นว่าหนอนผีเสื้อสามารถดึงตัวเองไปข้างหน้าและผลักตัวเองไปข้างหลังได้ “โดยทั่วไป ยิ่งเราใช้กระแสมากเท่าไหร่ มันก็จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเร็วขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เราพบว่ามีวัฏจักรที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งทำให้โพลิเมอร์มีเวลาเย็นตัว ซึ่งช่วยให้ 'กล้ามเนื้อ' ผ่อนคลายก่อนที่จะหดตัวอีกครั้ง หากเราพยายามวนรอบหุ่นยนต์หนอนเร็วเกินไป ร่างกายจะไม่มีเวลา 'พักผ่อน' ก่อนที่จะหดตัวอีกครั้ง ซึ่งทำให้การเคลื่อนไหวของมันบกพร่อง”

นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของบอทหนอนสามารถควบคุมได้จนถึงจุดที่ผู้ใช้สามารถบังคับทิศทางได้ภายใต้ช่องว่างที่ต่ำมาก คล้ายกับการนำทางหุ่นยนต์ให้หลบใต้ประตู โดยพื้นฐานแล้ว นักวิจัยสามารถควบคุมทั้งการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลัง ตลอดจนความสูงของหุ่นยนต์ที่ก้มตัวขึ้น ณ จุดใดก็ได้ในกระบวนการนั้น

“วิธีการขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ในหุ่นยนต์แบบนิ่มนี้ประหยัดพลังงานอย่างมาก และเราสนใจที่จะสำรวจวิธีที่จะทำให้กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น” Zhu กล่าว “ขั้นตอนต่อไปเพิ่มเติม ได้แก่ การรวมแนวทางนี้เข้ากับการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แบบอ่อนด้วยเซ็นเซอร์หรือเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น อุปกรณ์ค้นหาและกู้ภัย”

บทความเรื่อง “หุ่นยนต์คลานแบบนุ่มที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Caterpillar พร้อมระบบกระตุ้นความร้อนที่ตั้งโปรแกรมได้แบบกระจาย” จะเผยแพร่ในวารสาร Science Advances ในวันที่ 22 มีนาคม บทความนี้เขียนโดย Jie Yin รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่ NC State; Yaoye Hong ปริญญาเอก นักเรียนที่ NC State; และโดย Yao Zhao นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ NC State

งานนี้ได้รับการสนับสนุนจาก National Science Foundation ภายใต้ทุน 2122841, 2005374 และ 2126072; และจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ ภายใต้หมายเลขอนุญาต 1R01HD108473

####

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาคลิก โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม

ติดต่อ:
ติดต่อสื่อ

แมตต์ ชิปแมน
มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา
ติดต่อผู้เชี่ยวชาญ

หยงจู้
มหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา

ลิขสิทธิ์ © มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา

หากคุณมีความคิดเห็นโปรด ติดต่อ เรา

ผู้ออกข่าวประชาสัมพันธ์ไม่ใช่ 7th Wave, Inc. หรือ Nanotechnology Now มีหน้าที่รับผิดชอบต่อความถูกต้องของเนื้อหา แต่เพียงผู้เดียว

บุ๊คมาร์ค: