Вдохновленный пауком робот, изменяющий форму

Инженеры Cu Boulder разработали McLari с вдохновением от животного мира, включая пауков.Кредит: Хейко Кабуц

Исследование проводилось Каушиком Джаярам, доцентом кафедры машиностроения Пола М. Ради и докторантом Хейко Кабуц.Их работа недавно получила награду за лучшую бумагу по безопасности, безопасности и спасению робототехники на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам в Детройте 2023 года.

Бумага улучшает предыдущий миниатюрный робот команды, называемый Clari, делая его меньше и быстрее.Робот может умело умело маневременно маневрировать в загроможденных средах, переходя от бега вперед на сторону в сторону, не поворачивая, а изменяя форму, давая ему возможность помогать первым реагированию после серьезных бедствий.Исследование приближает группу Джаярама на шаг ближе к реализации роботов в масштабе насекомых, которые могут легко двигаться на естественных местах, похожих на их аналоги животных-явно объединяя адаптивность мягкого робота с ловкостью жесткого робота.

Их последняя версия увеличивается на 60% в длину и на 38% в массе, сохраняя при этом 80% способности привлечения относительно его предшественника.Робот также более чем в три раза быстрее, чем его предшественник, достигая скорости бега 60 миллиметров в секунду, или тремя его длиной тела в секунду.Кроме того, аналогично Clari, робот способен локомотировать в различных формах и работать на нескольких частотах с использованием нескольких походков.

Этот последний прорыв в миниатюризации обеспечивается методикой дизайна и изготовления ламинатов на основе оригами Джаярам и его коллегах, которые ранее использовались для создания робота под названием Hamr-JR.Используя этот новый подход, Jayaram и Kabutz способны уменьшить (или повысить) свою конструкцию, не жертвуя механическим ловкостью, приближая таких роботов по размеру к реальным потребностям применения.Это включает в себя проверку и поддержание ценных активов, таких как реактивные двигатели.

Кабуц, ведущий автор нового исследования, имеет руки хирурга, которые позволяют ему строить и складывать крошечные модули ног робота.Кабуц выросла роботами и участвовал в роботизированных соревнованиях в старшей школе.

«Первоначально я был заинтересован в создании крупных роботов, - сказал Кабуц, - но когда я пришел в лабораторию Джаярама, он действительно заинтересован в создании роботов с биоиндуацией по шкале насекомых».

«Поскольку эти роботы могут деформироваться, у вас все еще может быть немного больших размеров», - сказал Джаярам.«Если у вас немного больше размера, вы можете нести больший вес. У вас может быть больше датчиков. У вас будет более длительный срок службы и будьте более стабильными. Но когда вам нужно, вы можете продлить и перейти к этим конкретным пробелам,такие как порты доступа к инспекции в реактивном двигателе ».

Исследовательская группа Jayaram изучает концепции биологии и применяет их к проектированию реальных инженерных систем.В его лаборатории вы можете найти роботов, смоделированных после морфологии тела различных членистоногих, включая тараканов и пауков.

«Мы принципиально заинтересованы в понимании того, почему животные являются такими, какими они есть, и движемся так, как они, - сказал Джаярам, - и как мы можем создавать роботов с биоинспирацией, которые могут удовлетворить социальные потребности, такие как поиск и спасение, мониторинг окружающей среды или даже их использованиево время операции “.

Соавторы нового исследования включают Алекса Хедрика и Паркер Макдоннелл, докторантов по машиностроению.

Больше информации: Heiko Kabutz et al., McLari: робот для насекомых в масштабе, способный к всенаправленной местности, адаптивной локомоции в боковом ограниченном пространстве, Arxiv (2023).Doi: 10.48550/arxiv.2310.04538