Bu Robot Bir Krep Gibi Görünüyor ve Bir Kurtçuk Gibi Zıplıyor

Eğer bir gözleme hayal edebilseydi, daha iyi, çiğnenmemiş bir yaşam peşinde kahvaltı tabağınızdan atlamak için bacaklarına özlem duyabilirdi.

Ama görünüşe göre, bir flapjack gibi düz bir şeyin etrafta zıplaması için bacaklar gerekli değil. Bir grup bilim insanı, saniyede birkaç kez zıplayabilen ve vücut yüksekliğinin yarım santimetresinin yedi katından daha yükseğe çıkabilen tortilla şeklinde bir robot tasarladı. Ezilmiş bir tenis topu büyüklüğünde ve yaklaşık olarak bir ataşla aynı ağırlıkta olan robotun, bu özellikleri herhangi bir ayak görünümü olmadan çevik bir şekilde gerçekleştirdiğini bildiriyorlar. Araştırmaları Salı günü Nature Communications dergisinde yayınlandı.

Harvard’da araştırmaya dahil olmayan bir robotist olan Shuguang Li, yeni robotu “akıllı bir fikir” ve “yumuşak robotik alanına önemli bir katkı” olarak nitelendirdi. ”

Birçok karasal robot, yani havada veya suda değil, yerde evde olanlar, yuvarlanarak veya yürüyerek hareket eder. Ancak zıplama yeteneği, karasal bir robotun yeni alanları geçmesine ve engebeli arazide gezinmesine yardımcı olabilir; Çin’deki Chongqing Üniversitesi’nde araştırmacı ve makalenin yazarı Rui Chen, bir e-postada, bazen bir robotun bir engelin üzerinden atlamasının, etrafından dolaşmaktan daha verimli olduğunu yazdı.

Zıplamak bazı robotlara rekabet avantajı sunabilse de, bu yeteneğin mühendisliği robotik araştırmacıları için bir zorluk olmuştur. Enerji depolayan bazı yumuşak robotlar, çok seyrek olarak tek, etkileyici bir sıçrama gerçekleştirebilir. Enerji depolamayan bazı hafif, yumuşak robotlar çok sık zıplayabilirler, ancak kaldırım gibi bir engeli başarıyla geçmek için yeterince yükseğe veya uzağa zıplayamazlar.

İdeal zıplayan robot, sık sık yükseklere ve uzağa zıplayabilecektir. Ancak Dr. Chen, “bu iki arayış çelişkilidir” dedi. Daha yükseğe veya uzağa zıplamak daha fazla enerji gerektirir ve daha sık zıplamak, bu enerjinin daha kısa bir süre içinde biriktirilmesini ve serbest bırakılmasını gerektirir – küçük bir robot için uzun bir görev.

İlham almak için, araştırmacılar, bir inçin onda biri uzunluğundaki kütük benzeri vücutlarından 30 kat daha uzun mesafeler boyunca mucizevi bir şekilde kendilerini fırlatan kurtçuklar olan safra ortası larvalarını aradılar. Dr. Chen, “Çoğu canlının zıplamak için ayağa ihtiyacı vardır,” dedi ve larvaların “vücutlarını bükerek sıçrayabileceğini ekledi. Kurtçuk kendini bir halka şeklinde eziyor – özel yapışkan kıllarla başını arkasına yapıştırıyor – ve sıvıyı vücudunun bir ucuna doğru sıkıştırarak sertleştiriyor. Sıvı birikimi basınç oluşturur ve basıncın serbest bırakılması kurtçukun yükselmesine neden olur.

Robotun disk benzeri gövdesi, bir safra tarağı larvasınınkine benzemiyor, ancak bir kurt gibi zıplıyor. Gövdesi elektrotlarla basılmış iki plastik torbadan yapılmıştır; ön kese sıvı ile doldurulur ve arka kese aynı hacimde hava ile doldurulur. Robot, vücudunun bazı kısımlarını deforme etmek için sıvı akışını yönlendirmek için statik elektrik kullanır, bu da vücudun bükülmesine ve zeminle kuvvet oluşturmasına neden olarak bir sıçramaya neden olur. Hava kesesi, bir hayvanın kuyruğunun işlevini taklit ederek robotun zıplarken ve inerken sabit bir pozisyonda kalmasına yardımcı olur.

Bu tasarım, robotun vücut yüksekliğinin 7.68 katı zıplamasına ve saniyede altı vücut uzunluğu kadar sürekli zıplama hızına sahip olmasına olanak tanır – Dr. Li’nin “çok etkileyici” dediği bir hız. ”

Böylece robot hızlı ve sürekli olarak zıplayabilirdi. Ama engelleri aşabilir mi? Bunu bulmak için araştırmacılar, küçük robotu, belki de Sylvester Stallone’un “Rocky”deki eğitimi kadar ilham verici bir film montajını hak ettiği için sayısız testten geçirdiler. ”

Robot, çeşitli çakıl tepelerini, yokuşları ve telleri geçmek zorunda kaldı. Beş milimetre yüksekliğindeki yuvarlak bir adımı atlamak ve sekiz milimetre uzunluğundaki boş bir halkayı geçmek zorundaydı – gözleme gibi bir gövdeye sahip dört milimetre boyunda bir robot için anıtsal bariyerler. Amatör akrobat, incelikle olmasa da tüm bu testleri kolayca geçti.

Dr. Chen, robotun saniyede yaklaşık 138 derece ile kendi başına yön değiştirebildiğini söyledi – herhangi bir yumuşak atlama robotunun en hızlı dönüş hızı. Almanya’daki Max Planck Enstitüsü’nde araştırmaya dahil olmayan kıdemli bir araştırma bilimcisi olan Wenqi Hu’ya göre, robot tıpkı bir araba gibi sürekli dönerek kendini yönlendirebilir.

Robot, elektrik kablolarından beslenen harici güce güveniyor. Dr. Chen, araştırmacıların robotu gelecekteki yinelemelerde kablosuz hale getirmek istediklerini ancak robotu küçük ve hafif tutmanın zor olacağını söyledi.

Dr. Li, “Yerleşik bir güç kaynağı eklemenin bu küçük yumuşak jumper için zor olup olmayacağını merak ediyorum,” dedi.

Araştırmacılar, binalardaki kirleticiler gibi çevresel koşulları tespit etmesine izin vermek için sensörleri küçük robota entegre etmeyi öneriyorlar. Dr. Li, robotun nihayetinde büyük endüstriyel makinelerin ulaşılması zor alanlarını denetleyebileceğini veya küçük bir kamera ile donatılmışsa, küçük yerlerden geçebileceğinden, kapana kısılmış insanlar veya hayvanlar için arama ve kurtarma görevlerinde kullanılabileceğini önerdi. Afet bölgelerindeki boşluklar. Ve ekledi, robot küçük ve ucuz. Dr. Li, “Bir tane inşa etmek muhtemelen sadece birkaç dolara mal olacak” dedi.

Robot şu anda Dünya ile sınırlı olmasına rağmen, Dr. Hu, başka bir gezegeni keşfetmek için evde olabileceğini öne sürdü. Dr. Hu, “Bu tür bir görev, yeni dünyalara taşınabilecek kadar hafif, basit ama sağlam bir minyatür robot tasarımı gerektiriyor” diyerek, bu robotu inşa etmek için gereken malzemelerin hayatta kalması ve dünya dışı ortamlarda çalışması gerektiğini de sözlerine ekledi.

Bu doğruysa, araştırmacıların robotu, daha önce hiçbir pancake’in gitmediği yerlere giderek, ay veya Mars’taki tozlu kayaların ve kraterlerin üzerinden atlayabilir.