Robot, który porusza się w nieskończoność? Naukowcy stworzyli małą maszynę w kształcie łzy. Może ona stale skakać do przodu pod wpływem światła podczerwonego.
Skacze jak żaba i nie potrzebuje baterii. Niezwykły robot napędzany światłem podczerwonym
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej stworzyli miękkie roboty w kształcie łzy, które pokazują nowy mechanizm samoczynnego resetowania zachowań skokowych w robotyce miękkiej.
- Konstrukcja tego skoku jest bardzo prosta - mówi Jie Yin, autorka badania. - Wykorzystujemy skręcenie do magazynowania energii sprężystej, a następnie uwalniamy tę energię w całości. A dzięki konstrukcji mechanizmu nie trzeba go resetować między skokami. Resetuje się samoczynnie.
Robot potrafi wykonać pionowy skok przekraczający 80-krotność wysokości jego ciała. Ale jak dokładnie to działa? Zbudowany jest ze specjalnego ciekłokrystalicznego materiału w kształcie łzy, zakończonego aluminiową rurką. Pod wpływem światła z lampy podczerwonej powierzchnia robota kurczy się, powodując jego obrót. W ten sposób magazynuje on energię aż do momentu, w którym skręt osiągnie punkt krytyczny i materiał uwolni się, powodując, że aluminiowa rurka odskakuje w dół i uderza w powierzchnię. A to wyrzuca całą maszynę w powietrze. Cały proces przedstawia poniższy film.
Kiedy energia zostaje uwolniona, łza powraca do swojego pierwotnego kształtu. Cały ten proces będzie się powtarzał, póki robot będzie wystawiony na działanie światła podczerwonego.
Sterowanie małym robotem jest proste. Wystarczy zmienić nieco jego konstrukcję
- Odkryliśmy, że możemy kontrolować charakter ruchu robota, wprowadzając drobne zmiany konstrukcyjne - podsumowuje Fangjie Qi, pierwszy autor artykułu. - Jeśli V na jednym końcu łzy jest bardzo szerokie - kąt 120 stopni - robot po prostu czołga się do przodu. Jeśli zmniejszymy kąt do 90 stopni, robot skacze do przodu. A jeśli zmniejszymy kąt do 50 stopni, będzie skakał pionowo.
- Moglibyśmy również zwiększyć odległość skoku robota, dodając niewielką ilość ciężaru do zaokrąglonego końca łzy. To zmienia środek ciężkości robota i zapewnia mu mocniejszy i stabilniejszy ruch do przodu.
Istotną rolę odgrywa także intensywność światła podczerwonego. Aby wywołać zachowanie polegające na skakaniu, musi być wystarczająco silne, jednak jeśli będzie zbyt mocne, robot będzie skakał chaotycznie i w nieprzewidywalnych kierunkach. Odpowiednie warunki sprawiają, że robot potrafi pokonywać małe przeszkody, takie jak trawa czy kamienie, a nawet brodzić w wodzie jak żaba.
I chociaż na razie taka maszyna do niczego się nie przydaje, nie jest całkowicie bezużyteczna. Może w przyszłości pomóc w nawigowaniu robotów.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie PNAS, otwiera się w nowym oknie.
