Robotiskās blusas sāk darboties

Ir izstrādāta autonoma robotizēta blusa, kas spēj lēkt gandrīz 30 reizes augstāk par savu augumu, pateicoties pasaulē mazākajai gumijas joslai.

Pacelšanās: Sīkie mikroelektromehānisko sistēmu (MEMS) motori izstiepj deviņus mikronus biezu, divus milimetrus garu gumijas joslu, lai ļautu mikrobotam kā blusai katapultēties pa gaisu.

Šādu robotu barus galu galā varētu izmantot, lai izveidotu sadalītu sensoru tīklus ķīmisko vielu noteikšanai vai militārās novērošanas nolūkos, saka: Sāra Bergbreitere , elektroinženieris Kalifornijas Universitātē Bērklijā, kurš izstrādāja robotus.

Ideja ir tāda, ka tikai deviņus mikronus biezas silikona gumijas lentes izstiepšana var ļaut šīm mikrorobotiskajām ierīcēm pārvietoties, katapultējot gaisā. Sākotnējie testi liecina, ka ar saules enerģiju darbināmie roboti var uzglabāt pietiekami daudz enerģijas, lai 7 milimetru robots varētu uzlēkt 200 milimetrus augstumā.

Šis blusu ballistiskais lēciens ļautu šiem sensoriem būt mobiliem, pārvarot salīdzinoši lielus attālumus un pārvarot šķēršļus, kas parasti būtu liela problēma mikrometra izmēra robotiem, saka Bergbreiters.

Šādi sensori var būt izkliedēti no plaknes, taču tie var nenosēsties visideālākajos pozīcijās, tāpēc, padarot tos mobilus, tos varētu pārvietot, ja arī nejauši. Sadalītie sensori kopumā sniedz jums lielu attēlu, saka Bergbreiters. Tas ir tāpēc, ka tie var nodrošināt detalizētāku izšķirtspēju lielākā apgabalā, salīdzinot ar tradicionālākām nesadalītām sensoru pieejām.

Ar miniatūriem robotiem lēkšana ir laba iespēja, ja mēģināt pārvietoties pa nelīdzenu reljefu, saka Metins Sitti , Pitsburgas Kārnegija Melona universitātes Robotikas institūta nanorobotikas laboratorijas docents. Šādā izmērā kritiskā problēma ir jauda, ​​tāpēc tā ir laba izvēle enerģijas uzkrāšanai, viņš saka.

Kukaiņu, piemēram, blusu, iespaidīgās lēkšanas prasmes izriet no to spējas uzkrāt enerģiju elastomērā proteīnā, ko sauc par resilīnu. Tas ļauj viņiem uzkrāt lielu enerģijas daudzumu un pēc tam to ļoti pēkšņi atbrīvot kā kustību. Bet, kamēr kukaiņi uzglabā enerģiju, saspiežot elastomēru, Bergbreiters izvēlējās sistēmu, kas to izstiepj.

Strādājot ar Kriss Pisters kā daļa no Bērklija viedo putekļu projekts , kas tika izveidots, lai izveidotu izkliedētu sensoru tīklus, kas var sazināties lielos attālumos, izmantojot tīkla tīklus, Bergbreiter mērķis bija nodrošināt šāda veida sensoru noderīgu mobilitāti. Viņa izveidoja nelielu saules bateriju bloku, lai darbinātu ierīci, mikrokontrolleri, kas regulētu tās darbību, un virkni mikro elektromehānisko sistēmu (MEMS) motoru uz silīcija substrāta. Pēdējie tika izmantoti kā daļa no sprūdrata mehānisma, ko sauc par inchworm motoriem, kas atdala divus āķus, lai izstieptu gumijas joslu.

Bergbreiters sadarbībā ar Smart Dust Project radīja gumijas joslu, izgriežot no plānas silikona loksnes apļveida sloksni tikai deviņus mikronus biezas un divus milimetrus garas, izmantojot ļoti smalku infrasarkano lāzeru. Pēc tam tas tika piestiprināts pie robota stiepšanas mehānisma, izmantojot tikai ultraprecīzas pincetes, stereoskopisko mikroskopu un stabilu roku. Tas bija mazliet kā spēlēt bērnu spēli Operation, tikai grūtāk, saka Bergbreiters.

Lai pārbaudītu robota prototipu, Bergbreiters to pieslēdza tā, lai tā kāja nevis lēktu, bet gan tā, lai spētu kādu objektu. Tas ļāva viņai aprēķināt atbrīvoto enerģiju. Līdz šim Bergbreiters ir mēģinājis tikai daļēji izstiept gumijas joslu, kas 10 miligramu robotam sasniegtu aptuveni 12 milimetru lēcienu. Tomēr viņa saka, ka, pamatojoties uz šī testa rezultātiem, pilna stiepšanās spētu radīt pat 200 milimetrus augstus lēcienus, un tie horizontāli segtu aptuveni divreiz vairāk zemes. Rezultāti tiks prezentēti nākamnedēļ Starptautiskajā robotikas un automatizācijas konferencē Romā, Itālijā.

Pašreizējais septiņus milimetrus garais prototips joprojām ir daudz lielāks par blusu. Bet Bergbreiters vēlas samazināt robotu līdz apmēram vienam milimetram jeb blusas izmēram. Viņai joprojām ir jāpievieno mazais fotoelektriskais saules elements, kas ir izgatavots atsevišķi. Nākamais solis ir to visu apvienot, viņa saka.

Viens no ieguvumiem, veidojot robotus kukaiņu mērogā, ir tas, ka ir iespējams radīt ļoti lielus pacelšanās ātrumus. Tāpēc kukaiņi var sasniegt tik salīdzinoši milzīgus lēcienus. Samazinoties objekta tilpumam, tā masa samazinās daudz straujāk, kas savukārt ļauj sasniegt lielus paātrinājumus.

Tomēr ir kompromiss. Velciet palielinās, kļūstot mazākam, saka Bergbreiters. Tāpēc triks ir nodrošināt, lai robotprogrammatūras izmērs sniegtu pietiekami daudz priekšrocību paātrinājuma ziņā, lai atsvērtu jebkādas papildu vilkmes izmaksas.

Taču šīs kustības ģenerēšanai joprojām ir nepieciešams vairāk enerģijas, nekā robots spēj izvadīt no apkārtējās vides caur saules baterijām. Tas bieži notiek ar autonomiem robotiem, tāpēc ir nepieciešama enerģijas uzkrāšana, saka Kriss Melhuišs , robotikas profesors un Bristoles Robotikas laboratorijas direktors Bristoles Universitātē un Rietumanglijas Universitātē, Apvienotajā Karalistē.

Iespējams, ka vienīgais veids, kā pārvarēt tik lielus attālumus, ir lidojums. Bet lidojums papildina pilnīgi jaunus izaicinājumus, saka Bergbreiters. Spārnu atlošanai vai dzenskrūves piedzīšanai ir nepieciešami ļoti jaudīgi motori, un, ņemot vērā vēja ietekmi uz šādiem maziem objektiem, pastāv lielas kontroles problēmas. Savukārt lēkšana ļautu robotiem pārvietoties daudz lielākus attālumus bez milzīgām jaudas prasībām.

paslēpties