Robot Caterpillar trình diễn phương pháp tiếp cận mới về vận động cho robot mềm

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Trang Chủ > Ấn Bản > Rô-bốt sâu bướm thể hiện cách tiếp cận mới về chuyển động cho rô-bốt mềm

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Bắc Carolina đã chứng minh một robot mềm giống như con sâu bướm có thể di chuyển tiến, lùi và nhúng dưới những không gian hẹp. Chuyển động của rô-bốt sâu bướm được điều khiển bởi một mẫu dây nano bạc mới sử dụng nhiệt để điều khiển cách rô-bốt uốn cong, cho phép người dùng điều khiển rô-bốt theo một trong hai hướng. TÍN DỤNG
Shuang Wu, Đại học bang NC

Tóm tắt:
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Bắc Carolina đã chứng minh một robot mềm giống như con sâu bướm có thể di chuyển tiến, lùi và nhúng dưới những không gian hẹp. Chuyển động của rô-bốt sâu bướm được điều khiển bởi một mẫu dây nano bạc mới sử dụng nhiệt để điều khiển cách rô-bốt uốn cong, cho phép người dùng điều khiển rô-bốt theo một trong hai hướng.

Robot sâu bướm thể hiện cách tiếp cận mới để vận động cho robot mềm

Durham, NC | Đăng ngày 24 tháng 2023 năm XNUMX

“Chuyển động của sâu bướm được điều khiển bởi độ cong cục bộ của cơ thể – cơ thể của nó cong khác khi nó tự kéo về phía trước so với khi nó tự đẩy về phía sau,” Yong Zhu, tác giả tương ứng của bài báo về tác phẩm và Andrew A. Adams cho biết Giáo sư xuất sắc về Kỹ thuật Cơ khí và Hàng không Vũ trụ tại Bang NC. “Chúng tôi đã lấy cảm hứng từ cơ chế sinh học của sâu bướm để bắt chước độ cong cục bộ đó và sử dụng bộ gia nhiệt dây nano để kiểm soát độ cong và chuyển động tương tự trong bot sâu bướm.

Zhu cho biết: “Việc chế tạo rô-bốt mềm có thể di chuyển theo hai hướng khác nhau là một thách thức lớn đối với rô-bốt mềm. “Các bộ gia nhiệt dây nano nhúng cho phép chúng tôi điều khiển chuyển động của rô-bốt theo hai cách. Chúng ta có thể kiểm soát phần nào của rô-bốt uốn cong bằng cách kiểm soát mô hình gia nhiệt trong rô-bốt mềm. Và chúng tôi có thể kiểm soát mức độ uốn cong của các phần đó bằng cách kiểm soát lượng nhiệt được áp dụng.”

Sâu bướm-bot bao gồm hai lớp polyme, phản ứng khác nhau khi tiếp xúc với nhiệt. Lớp dưới cùng co lại hoặc co lại khi tiếp xúc với nhiệt. Lớp trên cùng nở ra khi tiếp xúc với nhiệt. Một mẫu dây nano bạc được nhúng trong lớp polyme giãn nở. Mô hình bao gồm nhiều điểm dẫn nơi các nhà nghiên cứu có thể áp dụng một dòng điện. Các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát phần nào của mẫu dây nano nóng lên bằng cách đặt một dòng điện vào các điểm dẫn khác nhau và có thể kiểm soát lượng nhiệt bằng cách đặt nhiều hơn hoặc ít hơn dòng điện.

Shuang Wu, tác giả đầu tiên của bài báo và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại NC State cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh rằng bot sâu bướm có khả năng tự kéo về phía trước và tự đẩy về phía sau. “Nói chung, chúng tôi càng áp dụng nhiều dòng điện, nó sẽ di chuyển theo một trong hai hướng càng nhanh. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng có một chu kỳ tối ưu, giúp polyme có thời gian nguội đi – cho phép 'cơ' thư giãn một cách hiệu quả trước khi co lại. Nếu chúng tôi cố gắng đạp sâu bướm-bot quá nhanh, cơ thể không có thời gian để 'thư giãn' trước khi co lại, điều này làm suy giảm chuyển động của nó.

Các nhà nghiên cứu cũng chứng minh rằng chuyển động của sâu bướm-bot có thể được kiểm soát đến mức người dùng có thể điều khiển nó dưới một khoảng cách rất thấp – tương tự như hướng dẫn robot chui qua cửa. Về bản chất, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát cả chuyển động tiến và lùi cũng như độ cao của robot cúi xuống tại bất kỳ điểm nào trong quá trình đó.

Zhu cho biết: “Phương pháp điều khiển chuyển động trong rô-bốt mềm này có hiệu quả năng lượng cao và chúng tôi quan tâm đến việc khám phá những cách mà chúng tôi có thể làm cho quy trình này hiệu quả hơn nữa”. “Các bước bổ sung tiếp theo bao gồm tích hợp phương pháp này vào chuyển động của rô-bốt mềm với các cảm biến hoặc công nghệ khác để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau – chẳng hạn như các thiết bị tìm kiếm và cứu nạn.”

Bài báo, “Robot thu thập thông tin mềm lấy cảm hứng từ sâu bướm với truyền động nhiệt có thể lập trình phân tán,” sẽ được xuất bản vào ngày 22 tháng XNUMX trên tạp chí Science Advances. Bài báo được đồng tác giả bởi Jie Yin, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại NC State; Yaoye Hong, bằng tiến sĩ. sinh viên tại NC State; và bởi Yao Zhao, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại NC State.

Công việc được thực hiện với sự hỗ trợ của Quỹ khoa học quốc gia, theo các khoản tài trợ 2122841, 2005374 và 2126072; và từ Viện Y tế Quốc gia, theo số tài trợ 1R01HD108473.

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Phương tiện truyền thông Liên hệ

Matt Shipman
Trường Đại Học bang Bắc Carolina
Liên hệ với chuyên gia

Vĩnh Châu
Đại học bang NC

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: