De ce vor să creeze cercetătorii roboții care sar precum lăcustele?

Dacă animalele și insectele pot sări peste iarbă și nisip, de ce nu ar putea și roboții? Sarah Bergbreiter, profesoară de inginerie mecanică, a descoperit că cercetătorii nu trebuie să caute departe pentru a realiza roboții care sar precum lăcustele.

Mecanismele de blocare existente, care au fost considerate cândva ca un comutator „pornit” sau „oprit” pentru a elibera energia stocată pot fi, de asemenea, utilizate pentru a controla performanța săriturii pe o gamă largă de terenuri.

• Ce se întâmplă cu creierul atunci când lucrezi în echipă?
• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu

„Sunt interesată de modul în care putem construi acești roboți foarte funcționali, foarte mici, care se pot mișca în diverse medii. În mod tradițional, roboții săritori sunt studiați pe suprafețe rigide, așa că proiectarea unui săritor care poate funcționa eficient pe substraturi moi este un pas mare pentru robotică”, spune Bergbreiter.

Cum sunt creați roboții care sar precum lăcustele?

Echipa lui Bergreiter a folosit un model matematic pentru a ilustra modul în care mecanismul de eliberare are un rol în capacitatea sistemului de a-și adapta performanța la sărituri înainte de a-și testa descoperirile pe roboții care sar precum lăcustele.

„Am descoperit că mecanismul de blocare poate media nu numai producția de energie, ci poate media și transferul de energie între săritor și mediul din care sare. Când folosim un mecanism de blocare rotund, putem întârzia saltul și îi permite robotului să profite de reculul substratului”, explică Bergbreiter.

Echipa și-a testat săritorul pe o ramură de copac și a privit cum ramura s-a retras înainte ca săritorul să decoleze. Acest lucru a dovedit că săritorul a recuperat o parte din energia pierdută inițial în ramura copacului.

Mecanismul care eliberează energia

În mod neașteptat, echipa lui Bergbreiter a descoperit că un mecanism de blocare ascuțit (rază zero) a depășit uneori mecanismul rotunjit, contrar predicțiilor modelului. În aceste cazuri, ramura copacului s-a ciocnit cu robotul după decolare, provocând o formă neconvențională de recuperare a energiei din reculul substratului. Reculul i-a oferit săritorului energie suplimentară, permițându-i să depășească mecanismul rotunjit bine controlat, arată Tech Xplore.

„Acum că înțelegem spațiul de design natural, putem construi ceva care să profite de conformitatea acestor substraturi moi”, spune Berbreiter.

Care este utilitatea acestor roboți?

Biologii sunt la fel de motivați să înțeleagă acest spațiu pentru a discerne modul în care organismele biologice, cum ar fi lăcustele, sunt capabile să-și controleze producția de energie atunci când sar prin iarbă.

„A fost aproape imposibil să proiectăm roboți de mărimea unei insecte controlați, deoarece aceștia sunt lansați în doar câteva milisecunde. Acum putem controla dacă roboții noștri sar cu un picior sau cu trei. Sau pur și simplu îl putem face să sară în mod constant, în ciuda variațiilor mari din substrat. Este cu adevărat fascinant că mecanismul de blocare, ceva de care avem deja nevoie în roboții noștri, poate fi folosit pentru a controla ieșirile pe care nu le-am fi putut controla înainte”, explică cercetătoarea.

Lucrarea este publicată în Journal of The Royal Society Interface.

Vă recomandăm să citiți și:

De ce au fost create țesăturile care își schimbă forma la căldură?

Bateria litiu-aer ar putea oferi o autonomie mai mare pentru autoturisme

Cercetătorii au creat senzorul de lumină „imposibil” cu o eficiență de 200%

Lemnul ce captează carbon, alternativa „verde” pentru construcții și mobilă