Geïnspireer deur jagluiperds, navorsers bou nog vinnigste sagte robotte

geïnspireer deur die biomeganika van jagluiperds, het navorsers 'n nuwe soort van sagte robot wat in staat is vinniger beweeg op soliede oppervlaktes of in die water as vorige generasies van sagte robots is ontwikkel . Die nuwe sagte robotika is ook in staat om gryp voorwerpe delikaat - of met genoeg krag om lift swaar voorwerpe.

"Cheetahs is die vinnigste wesens op land, en hulle lei hul spoed en krag van die beweging van hul dorings," sê Jie Jin, 'n assistent-professor van meganiese en Ruimte ingenieurswese aan die North Carolina State University en die ooreenstemmende skrywer van 'n referaat oor die nuwe sagte robots.

"Ons is geïnspireer deur die jagluiperd om 'n tipe van sagte robot wat 'n lente-aangedrewe, 'bistabiele' ruggraat het, wat beteken dat die robot het twee stabiele state te skep," sê Jin. "Ons kan wissel tussen hierdie stabiele state vinnig deur pomp lug in kanale wat die sagte, silikoon robot lyn. Skakel tussen die twee lande vrystellings 'n beduidende bedrag van energie, sodat die robot om vinnig oefen krag teen die grond. Dit stel die robot om galop oor die oppervlak, wat beteken dat sy voete laat die grond.

"Vorige sagte robotte was crawlers, oorblywende in kontak met die grond te alle tye. Dit beperk hul spoed."

Die vinnigste sagte robotte tot nou toe kon beweeg teen 'n spoed van tot 0.8 liggaam lengtes per sekonde op 'n plat, soliede oppervlaktes. Die nuwe klas van sagte robotte, wat "optimalisering Elastiese onstabiliteit vir Amplified Performance" (LEAP) genoem word, in staat is om 'n spoed van tot soveel as 2.7 liggaam lengtes per sekonde, meer as drie keer vinniger, teen 'n lae bediening frekwensie van ongeveer 3Hz . Hierdie nuwe robots is ook in staat om van die bestuur van up steil hellings, wat kan 'n uitdaging of onmoontlik vir sagte robotte wat oefen minder krag teen die grond.

Hierdie "galop" LEAP robots is ongeveer 7 cm lank en weeg ongeveer 45 gram.

Die navorsers het ook gedemonstreer dat die LEAP ontwerp swem spoed vir sagte robots kan verbeter. Heg 'n vin, eerder as om die voete, 'n sprong robot in staat was om te swem teen 'n spoed van 0,78 liggaam lengtes per sekonde, in vergelyking met 0,7 liggaam lengtes per sekonde vir die vorige vinnigste swem sagte robot.

"Ons het ook getoon die gebruik van 'n paar sagte robotte saam te werk, soos knypers, aan te gryp voorwerpe," sê Jin. "Deur tuning die krag wat uitgeoefen word deur die robotte, kon ons lift voorwerpe as delikate as 'n eier, sowel as voorwerpe met 'n gewig 10 kg of meer."

Die navorsers daarop dat hierdie werk dien as 'n bewys van die konsep, en is optimisties dat hulle die ontwerp kan verander om te spring robotte wat selfs vinniger en meer kragtig.

"Potensiële aansoeke sluit soek en redding tegnologie, waar spoed is noodsaaklik, en industriële produksie robotika," sê Jin. "Byvoorbeeld, dink produksie lyn robotika wat vinniger is, maar nog steeds in staat om die hantering van sensitiewe voorwerpe.

"Ons is oop vir samewerking met die private sektor te verfyn maniere waarop hulle kan hierdie tegnologie te neem in hul bedrywighede."

Die werk is gedoen met die ondersteuning van die National Science Foundation onder toelaes 2010717 en 2005374.

bron: North Carolina State University. "Inspired by cheetahs, researchers build fastest soft robots yet." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200508145329.htm>.