رویکردی جدید به حرکت برای رباتیک نرم
دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی یک ربات نرم را به نمایش گذاشتند که شبیه یک کاترپیلار طراحی شده و قادر به حرکت به جلو، عقب و فشردن در فضاهای تنگ است. حرکت این ربات الهام گرفته از کاترپیلار با الگوی منحصربهفردی از نانوسیمهای نقره کار میکند که از گرما برای تنظیم خمش آن استفاده میکند و به کاربران این امکان را میدهد تا ربات را به هر جهت دلخواه هدایت کنند.
یونگ ژو، نویسنده مسئول مقاله در مورد این اثر و اندرو آدامز میگوید: «حرکت کاترپیلار توسط انحنای موضعی بدن آن کنترل میشود – بدن آن زمانی که خود را به جلو میکشد، انحنای متفاوتی نسبت به زمانی که خود را به سمت عقب هل میدهد متفاوت است. استاد ممتاز مهندسی مکانیک و هوافضا در ایالت NC. ما از بیومکانیک کاترپیلار الهام گرفتهایم تا آن انحنای محلی را تقلید کنیم و از گرمکنهای نانوسیمی برای کنترل انحنا و حرکت مشابه در ربات کاترپیلار استفاده کنیم.
ژو میگوید: «مهندسی رباتهای نرم که میتوانند در دو جهت مختلف حرکت کنند، یک چالش مهم در رباتیک نرم است. بخاریهای نانوسیمی تعبیهشده به ما این امکان را میدهند که حرکت ربات را از دو طریق کنترل کنیم. ما می توانیم با کنترل الگوی گرمایش در ربات نرم، کنترل کنیم که کدام بخش از ربات خم می شود. و ما می توانیم میزان خم شدن آن بخش ها را با کنترل میزان حرارت اعمال شده کنترل کنیم.
این کلیپ ویدیویی یک ربات خزنده با الهام از کرم را نشان می دهد که با کنترل انحنای بدنش از زیر یک دهانه باریک عبور می کند. اعتبار: یونگ ژو، دانشگاه ایالتی NC
کاترپیلار-ربات از دو لایه پلیمر تشکیل شده است که وقتی در معرض گرما قرار می گیرند واکنش متفاوتی دارند. لایه زیرین وقتی در معرض گرما قرار می گیرد منقبض یا منقبض می شود. لایه بالایی با قرار گرفتن در معرض گرما منبسط می شود. الگویی از نانوسیم های نقره در لایه در حال گسترش پلیمر تعبیه شده است. این الگو شامل چندین نقطه سرب است که محققان می توانند جریان الکتریکی را اعمال کنند. محققان می توانند با اعمال جریان الکتریکی به نقاط مختلف سرب، گرم شدن بخش هایی از الگوی نانوسیم را کنترل کنند و با اعمال جریان بیشتر یا کمتر، میزان گرما را کنترل کنند.
شوانگ وو، نویسنده اول مقاله و محقق فوق دکترا در ایالت NC می گوید: «ما نشان دادیم که ربات کاترپیلار می تواند خود را به جلو بکشد و خود را به عقب هل دهد. «به طور کلی، هرچه جریان بیشتری اعمال کنیم، سریعتر در هر جهت حرکت میکند. با این حال، ما متوجه شدیم که یک چرخه بهینه وجود دارد که به پلیمر زمان میدهد تا خنک شود – به طور مؤثری به «عضله» اجازه میدهد قبل از انقباض دوباره شل شود. اگر سعی میکردیم ربات کاترپیلار را خیلی سریع بچرخانیم، بدن قبل از انقباض مجدد وقت «آرامشدن» نداشت، که حرکت آن را مختل میکرد.
محققان همچنین نشان دادند که حرکت ربات کاترپیلار را میتوان تا حدی کنترل کرد که کاربران بتوانند آن را در یک شکاف بسیار کم هدایت کنند – شبیه به هدایت ربات برای لغزش از زیر در. در اصل، محققان میتوانند حرکت رو به جلو و عقب و همچنین میزان خمش ربات به سمت بالا را در هر نقطه از آن فرآیند کنترل کنند.
ژو میگوید: «این رویکرد برای حرکت در یک ربات نرم بسیار کارآمد انرژی است و ما علاقهمندیم راههایی را بررسی کنیم که بتوانیم این فرآیند را حتی کارآمدتر کنیم». گامهای بعدی اضافی شامل ادغام این رویکرد برای حرکت روباتهای نرم با حسگرها یا سایر فناوریها برای استفاده در برنامههای مختلف – مانند دستگاههای جستجو و نجات است.
دیدگاهتان را بنویسید