RoboFly:En robot på størrelse med insekter, der kan flyve, gå og drive på vandoverflader

Robotter i insektstørrelse kan have adskillige nyttige applikationer, for eksempel, hjælpe eftersøgnings- og redningsmissioner (SAR), forenkling af inspektionen af ​​infrastrukturer og fremskyndelse af landbrugsprocesser. På trods af fordelene forbundet med deres størrelse, disse robotter kan være meget svære at bygge, da deres fremstilling involverer samling af flere bittesmå komponenter.

For at overvinde disse begrænsninger, forskere ved University of Washington har for nylig skabt RoboFly, en 74-mg flaksende-vinge-robot, der kan bevæge sig i luften, på jorden og på vandoverflader. Den nye robot, præsenteret i et papir, der er forududgivet på arXiv, blev bygget ved hjælp af færre komponenter end dem, der normalt bruges til at bygge robotter i insektstørrelse, hvilket i høj grad forenkler dens fremstilling.

"RoboFly er en flaksende mikrorobot inspireret af flyvende insekter, "Yogesh Chukewad, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "Disse insekter kan flyve, gå, og nogle af dem kan også skumme på vandoverfladen. Målet med vores forskning var at udvikle en robot, der efterligner sin biologiske modstykke ved at udføre multimodal bevægelse, som inkluderer antenne, jord, og vandoverfladebevægelse."

Den lille robot skabt af Chukewad og hans kolleger er en tilpasning af RoboBee, en flyvende mikro-robot prototype, som Sawyer Fuller, seniorforfatter og hovedforsker på undersøgelsen, hjalp med at udvikle sig på Harvard University, inden han begyndte at arbejde på University of Washington. En vigtig forbedring af RoboFly er, at den har færre komponenter, da forskerne fandt ud af, at samling af for mange dele gjorde fremstillingen alt for kompleks.

"Måden RoboBee blev designet på gjorde det virkelig svært at bygge, "Chukewad forklaret." I øjeblikket er De fleste robotter på størrelse med insekter er bygget under et mikroskop, samles omhyggeligt i hånden, da de har mange separate mikroskopiske dele. Hvis du ved et uheld taber en del på størrelse med et sesamfrø i et travlt laboratorium, du kommer aldrig til at se det igen!"

For at forenkle RoboFlys fremstilling, forskerne skabte et nyt design, hvor robottens chassis består af en enkelt, foldet laminatark. Man kan således bygge robotten uden at skulle samle mange mikroskopiske dele. Chassiset er også lavere og dermed tættere på jorden, som muliggør tre forskellige former for bevægelse.

"RoboFly gør brug af sine to flappende vinger drevet af piezoelektriske aktuatorer til at flyve og svæve, ligesom nogle insekter gør, " sagde Chukewad. "Den kan også bevæge sig og styre på jorden ved at gøre brug af det samme sæt flagrende vinger. På grund af sin lette egenskab, hvis det ændres med et sæt på tre fodlignende vedhæng, kan det lande på vandoverflader. Når den først landede, robotten kan derefter bevæge sig og styre på vandet ved at bruge det samme princip, som bruges til at bevæge sig på jorden."

Det faktum, at det kan flyve, gå og drive på vandet gør RoboFly unik, adskiller den fra andre robotter på størrelse med insekter. Robotten kunne være langt mere effektiv end eksisterende til at undgå forhindringer, da den blot kan skifte til en anden bevægelsesmåde (f.eks. at flyve eller bevæge sig på vandet, hvis den registrerer forhindringer på jorden).

Skal det kommercialiseres, RoboFly kan have flere potentielle anvendelser, for eksempel, hjælpe menneskelige brugere med at opdage gaslækager eller hjælpe frivillige med at søge og redde missioner. Det kan også indsættes i stort antal på vandoverflader for at søge efter forurenende stoffer eller lækager af potentielt farlige væsker (f.eks. Brændstof fra en flykatastrofe).

"Nu hvor vi konstaterede, at RoboFly kan udføre multimodal bevægelse, vores næste mål vil være at bruge det som et værktøj til bedre at forstå adfærden hos dets biologiske modparter, " sagde Chukewad.

© 2020 Science X Network