De robot is kleiner dan een glijbaan en kan lopen, buigen, rollen, draaien en springen

Ingenieurs van de Northwestern University hebben de kleinste op afstand bestuurbare mobiele robot ooit ontwikkeld – en hij heeft de vorm van een schattige kleine krab.

Slechts een halve millimeter breed kunnen kleine krabben buigen, rollen, kruipen, lopen, draaien en zelfs springen. De onderzoekers hebben ook millimetergrote robots ontwikkeld die lijken op rupsen, krekels en kevers. Hoewel het onderzoek op dit moment verkennend is, denken de onderzoekers dat hun technologie het veld dichter bij het realiseren van precisierobots kan brengen die praktische taken kunnen uitvoeren in zeer kleine ruimtes.

Het onderzoek wordt woensdag 25 mei gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke robots. Afgelopen september demonstreerde hetzelfde team een ​​gevleugelde chip die de kleinste vliegende constructie was die ooit door de mens is gemaakt.

John A. zei: Rogers, die het experimentele werk leidde, zei: “Robots zijn een opwindend onderzoeksgebied en de ontwikkeling van precisierobotica is een interessant onderwerp voor academische verkenning.” Je kunt je precisierobots voorstellen als agenten om constructies of kleine machines in de industrie te repareren of te monteren of als chirurgische assistenten om verstopte slagaders te verwijderen, inwendige bloedingen te stoppen of kankertumoren te verwijderen – en dat allemaal in minimaal invasieve procedures. »

“Onze technologie maakt een verscheidenheid aan gecontroleerde bewegingsmethoden mogelijk en kan lopen met een gemiddelde snelheid van de helft van haar lichaamslengte per seconde”, voegde Yonggang Huang toe, die het theoretische werk leidde. “Het is heel moeilijk om op zulke kleine schaal te bereiken voor aardrobots.”

Rogers, een pionier in bio-elektronica, bekleedt de Louis Simpson- en Kimberly Querrey-leerstoelen in Materials Science and Engineering, Biomedical Engineering en Neurosurgery aan de McCormick School of Engineering en Feinberg School of Medicine van de Northwestern University en directeur van het Querrey Simpson Institute for Bioelectronics (QSIB). Huang is de Jan en Marcia Achenbach hoogleraar mechanische en civiele en milieutechniek bij McCormick en een hoofdlid van QSIB.

De krab is kleiner dan een glijbaan en wordt niet aangedreven door ingewikkelde hardware, hydrauliek of elektriciteit. In plaats daarvan ligt zijn kracht in de veerkracht van zijn lichaam. Om de robot te bouwen, gebruikten de onderzoekers een vormgeheugenlegering die bij verhitting verandert in zijn “opgeslagen” vorm. In dit geval gebruikten de onderzoekers een scannende laserstraal om de robot snel op verschillende doellocaties op zijn lichaam te verwarmen. Een dunne laag glas brengt dit overeenkomstige deel van de structuur bij afkoeling flexibel terug in zijn vervormde vorm.

Wanneer de robot van de ene fase naar de volgende gaat – vervormend naar de opgeslagen vorm en weer terug – creëert hij beweging. De laser bestuurt niet alleen de robot op afstand om hem te activeren, maar ook de scanrichting van de laser bepaalt de bewegingsrichting van de robot. Door bijvoorbeeld van links naar rechts te vegen, beweegt de robot van rechts naar links.

“Omdat deze structuren zo klein zijn, is de snelheid van afkoeling erg snel”, legt Rogers uit. Door deze robots te verkleinen, kunnen ze zelfs sneller werken. »

Om zo’n klein wezen te maken, wendden Rogers en Huang zich tot een techniek die ze acht jaar geleden introduceerden – een pop-upmontagemethode geïnspireerd op een pop-upboek voor kinderen.

Eerst maakte het team voorlopers van beweeglijke krabschalen met platte en vlakke geometrische vormen. Vervolgens lijmden ze deze voorlopers op een licht uitgerekte rubberen ondergrond. Wanneer het uitgerekte substraat wordt losgelaten, vindt een gecontroleerd torsieproces plaats, waardoor de “kanker” verschijnt in nauwkeurig gedefinieerde 3D-vormen.

Met behulp van deze productiemethode kon het Northwestern-team robots in verschillende soorten en maten ontwikkelen. Dus waarom piquito krab? Daar kunnen we de studenten van Rogers en Huang voor bedanken.

“Door deze assemblagetechnieken en materiaalconcepten te gebruiken, kunnen we mobiele robots van bijna elke grootte of vorm in 3D bouwen”, zegt Rogers. “Maar de studenten raakten geïnspireerd en geamuseerd door de zijwaartse kruipende bewegingen van de kleine krab. Het was een creatieve gril.”

Video: https://youtu.be/1IP7jptXjgQ

Bron verhaal:

Materiaal geleverd door Noordwestelijke Universiteit. Origineel door Amanda Morris. Opmerking: inhoud kan worden aangepast aan stijl en lengte.

Leave a Comment