Shape-morphing leddene tillader disse små robotter at overvinde forhindringer

At gå. At hoppe. At svømme. Naturens væsener kan bruge de samme kropsdele til at gøre en række ting – som at gå, hoppe og svømme. Robotter? Tænk over det. Du ser dem generelt udføre begrænsede opgaver med deres mekaniske design og stive links.

Den forskel bliver mindre takket være dem inden for robotteknologi, der arbejder på bløde og adaptive robotter. Hvis robotten er rekonfigurerbar, så kan den bruge sin samme hardware til forskellige funktioner.

På Colorado State University, de introducerer en ny slags lille rekonfigurerbar robot, der er i form-morphing. Dens plastikstruktur kan blive blød - så kan den blive genhærdet - og ændre ledkonfigurationer og bevægelse.

Adaptive Robotics Lab er der, hvor forskerne vælger at lægge bevægelsesbegrænsninger til side. Laboratoriets fokus er at bygge små, adaptive robotter, der kan omkonfigurere deres former, strukturer, eller funktioner, så de opfylder varierede opgaver. Robotterne kan operere i miljøer, fra land, at lufte, til under vandet. Skift forskellige benpositioner, robotterne er designet til at klatre over forhindringer, eller sænke sig under forhindringer.

"En adaptiv gårobot med rekonfigurerbare mekanismer ved hjælp af formformende led" beskriver deres arbejde. Forfatterne er Jiefeng Sun og Jianguo Zhao. Begge er fra afdelingen for maskinteknik, Colorado State University. Deres papir er inde IEEE Robotics and Automation Letters .

De bruger variable materialer til de formformende led. Strukturen gør brug af plastik og Evan Ackerman i IEEE spektrum sagde samlingerne er for det meste 3-D printet.

Shape-morphing joints er et koncept, der nemt griber de nysgerrige. Ligesom deres navne antyder, samlingerne kan være bløde for en eftergivelig samling, eller de kan være stive til en struktur.

Og, hvor det bliver interessant:"Hvis en mekanisk mekanisme har flere SMJ'er, vi kan ændre dens funktionalitet ved strategisk at blødgøre og størkne passende SMJ'er, uden at ændre det underliggende mekaniske design efter det er fremstillet, " skrev de to i videobemærkningerne.

De viste, hvordan deres koncept udvikler sig i form af en benmekanisme, der kan generere forskellige fodbaner. Dette er gjort muligt ved at vælge placeringer af SMJ'er og ændre formerne på dens links.

"Den fremstillede mekanisme viser glatte overgange mellem tre eksempler på baner, " sagde de. "Med de baner, vi implementerer mekanismen i en gårobot for at demonstrere forskellige funktioner."

I videoen, du ser en stiv plastikgenstand, der bliver til en blød samling, når der tilføres strøm. De bruger strøm igen, og objektet går tilbage til sin oprindelige stivhed.

I det større billede, man kan sige, at den gå-robot i videoen yderligere demonstrerer det fremtidige potentiale for adaptive robotter, der kan ændre størrelse, former, eller funktioner til at udføre flere opgaver i forskellige miljøer, og det kan faktisk rejse i forskellige medier. Ifølge Zhao in IEEE spektrum , for eksempel, holdet forestiller sig amfibiske robotter, der kan ændre forlemmerne, så de er mere egnede efter behov til at gå eller svømme.

Downloaden beskrev, hvordan en ledning, der opvarmes, når der påføres en spænding, vikles rundt om samlingerne. Om cirka 10 sekunder, de blødgøres. Lab-webstedet sagde, at de arbejder på nye aktiveringsmetoder til bløde robotter:snoede og spiralformede aktuatorer (TCA'er).

Mens ordet "adapt" og "morph" beskriver deres fokus, Download af MIT Technology Review , præsenterer "hvad sker der" inden for nye teknologier, var hooked på et andet ord, "smelte." Dens indlæg fortalte læserne, at de så på en robot, der kan smelte og omforme sine ben for at ændre, hvordan den går. For at navigere forhindringer med succes, det er det, den gør - smelter og størkner sin struktur igen.

Hvorfor dette betyder noget:"En dag, noget lignende kunne være nyttigt for robotter, der skal tilpasse sig forskellige opgaver, såsom miljøovervågning, " sagde The Download. Der er flere mulige anvendelser, også. I en udveksling med IEEE spektrum , Zhao sagde, at disse robotter kunne bruges til militær overvågning, og eftersøgning og redning i katastrofeområder.

Bevæger sig fremad, Zhao sagde, at holdet håbede at opnå robotter med multimode bevægelsesegenskaber såsom svømning, gå eller flyve.

Lige så vigtigt, de har til hensigt at forsøge at forbedre deres tekniks ydeevne – f.eks. reducere den tid, det tager for morphing-processen. Det ultimative mål er real-time formmorphing eller rekonfiguration i dynamiske miljøer.

© 2019 Science X Network