Миниатюрный беспроводной робот, который может эффективно перемещаться через трубчатые структуры

Беспроводной миниатюрный робот проточной трубки, способный навигации на сложные трубчатые среды.Кредит: Чонг Хонг и Йиндан Ву.

Исследователи из Института интеллектуальных систем Макса Планка, Технологического института Харбина и Гонконгского университета науки и технологий недавно разработали нового беспроводного миниатюрного робота, который может перемещаться по трубам и другим трубчатым структурам, не полагаясь на внешние источники власти.Этот робот, представленный в статье, опубликованной в Science Robotics, может помочь эффективно решить сложные проблемы технического обслуживания, в то же время минимизируя повреждение труб.

«Беспроводные миллиметровые роботы, способные навигации по жидкому потоковым канальцам, обладают существенным потенциалом для проверки, технического обслуживания или ремонта в ядерном, промышленном и медицинском применении»,-сказал Tech Xplore Wenqi Hu.«Однако распространенная зависимость от внешней питания ограничивает их эксплуатационный диапазон и применимые среды».

Многие ранее предложенные роботы по техническому обслуживанию беспроводного обслуживания больше, чем их религиозные коллеги, могут работать в течение ограниченного количества времени и иметь меньше функциональных возможностей.Ху и его коллеги решили разработать беспроводной Millirobot, который включает в себя внутренний источник питания и единицу вступления в действие, используя ее доступную энергию контролируемой.

Это может позволить ему покрыть большие расстояния в трубчатых структурах и выполнять обычные задачи по обслуживанию в течение длительных периодов времени, не испугая энергию.

«Наш робот включает в себя три ключевых компонента: модуль, способствующий потоку для использования мощности потока, миниатюрная коробка передач с двумя выходами для передачи преобразованной механической энергии в систему локомоции робота и мягкие колеса Kirigami для адаптивных локомоций в сложных трубках».Ху объяснил.

«Предлагаемая проточная трубка MilliroBot предлагает управляемую навигацию на длинные дистанции вверх/нижестоящем направление в сложных трубопроводах для различных применений».

Робот из колесного масштаба, созданный HU и его сотрудниками, имеет внутреннюю рабочую колеса, которая может преобразовать поток жидкостей в трубчатую структуру в механическую энергию.Более того, направление, в котором он движется, может быть модулировано просто путем применения внешнего магнитного.

«Наш робот отвечает потребностям приложений, которые требуют навигации на дальние расстояния, а также способность выполнять длительные задачи в ограниченных трубчатых конструкциях, которые заполнены плавными газами или жидкостями»,-сказал Ху.

Исследователи оценили своего робота в серии предварительных тестов и обнаружили, что он достиг многообещающих результатов.В рамках своих следующих исследований они планируют повысить его возможности и стабильность, чтобы облегчить его будущее развертывание в реальных условиях.

«В настоящее время сила привязки, которая уравновешивает сопротивление потока, действуя на тело робота, обеспечивается силой трения колеса», - добавил Ху.

«Чтобы обеспечить стабильную локомоцию в трубках с высокими скоростями потока (> 1 м/с) или поверхностями с низким содержанием флэнксий, таких как масляные трубопроводы, оптимизирование корпуса робота, чтобы минимизировать сопротивление потоку или добавление микроструктур к поверхностям колеса для увеличения трения, может быть эффективным.

«Кроме того, переключение состояния движения робота ограничено рабочим расстоянием внешних магнитных полей. Чтобы решить эту проблему, будущие роботы будут оснащены встроенными миниатюрными батареями, приводами (например, сплавами для памяти формы), а также микро-приводом и циклами связиЧтобы включить дистанционное управление дальним дистанционным управлением ».

Больше информации: Chong Hong et al., Миниатюрный робот с беспроводным потоком, способный пересекать трубчатые структуры, научную робототехнику (2024).Doi: 10.1126/scirobotics.adi5155