Des robots mathématiques qui sautent sur de longues distances à l’échelle des insectes, atteignent là où d’autres ne peuvent pas

Une équipe d’ingénieurs de l’Université de l’Illinois a publié los angeles première étude connue documentant le mouvement de saut en longueur de robots imprimés en 3D à l’échelle de l’insecte.

L. a. nouvelle étude publiée dans los angeles revue Matériaux et constructions intelligents, fait suite à une newsletter antérieure documentant une enquête menée par le même laboratoire sur le saut vertical de robots à l’échelle d’insectes. L’étude est dirigée par le professeur Sameh Tawfik, professeur agrégé et membre du corps professoral de Ralph Andersen au Département des sciences et de l’ingénierie mécaniques. Son laboratoire, le Kinetic Fabrics Analysis Staff, étudie le développement de muscle groups artificiels dans le cadre de sa focus sur los angeles fabrication de matériaux inspirés de los angeles vie.

“À ma connaissance, c’est los angeles première fois que quelqu’un fait une démonstration de saut en longueur avec des robots à l’échelle d’insectes”, a déclaré Tawfik à propos de los angeles réussite de son laboratoire. “C’est essential automobile cela donne au robotic los angeles possibilité de se déplacer de manière planifiée, automobile il peut désormais sauter d’un level A à un level B et traverser un terrain plus difficile que sa taille.”

Les performances de saut des robots à l’échelle des insectes étaient auparavant entravées par des processus de fabrication à petite échelle et une disponibilité limitée de matériaux et d’actionneurs miniaturisés. L’équipe de Tawfik a utilisé des actionneurs musculaires artificiels enroulés et une fabrication additive pour produire une conception de robotic versatile et monolithique inspirée du mécanisme de saut d’une sauterelle.

“Nous avons utilisé un modèle de connexion à quatre sangles pour sauter, inspiré des criquets, et ce sont d’excellents sauteurs”, a déclaré Tawfiq, expliquant que même si les quatre pattes du criquet ne sont pas connectées, ce qui lui permet de marcher et de sauter, le mouvement du robotic dépend d’un muscle distinctive qui sert le système.Connectivité.

Le prototype en forme d’insecte possède un corps en caoutchouc léger et un muscle artificiel constitué d’une ligne de pêche en nylon enroulée et traitée thermiquement. Le laboratoire de Tawfik a déjà développé des machines pour produire ces bobines miniatures. Les chercheurs ont conçu et testé 108 robots produits par fabrication additive, dont le plus petit a une masse de 0,216 gramme et los angeles capacité de sauter 60 fois sa taille sur une distance horizontale.

Le développement d’un robotic à l’échelle d’un insecte sautant en longueur est essential pour les programs agricoles et de upkeep qui bénéficient d’une évaluation non damaging. Par exemple, les futurs robots pourraient être équipés de capteurs pour collecter des données lors du touch avec los angeles tradition ou de l’exploration au sein de los angeles system.

« Ces robots peuvent atteindre des endroits que les drones ne peuvent actuellement pas atteindre », a déclaré Tawfiq à propos de los angeles capacité attendue des robots à saut en longueur à collecter des données sur les cultures. “Il est peu coûteux de le fabriquer en grande quantité, ce qui lui confère une grande utilité pour los angeles détection en tant que flotte.”

Les prochaines étapes de l’équipe consisteront à explorer los angeles planification des mouvements afin que les robots puissent exécuter efficacement des sauts tout en maximisant los angeles durée de vie de los angeles batterie et en trouvant los angeles trajectoire de mouvement los angeles plus efficace. Ils utiliseront également un cadre pour étudier les incertitudes introduites par le mouvement de saut.

Tawfiq a déclaré : « Notre rêve pour l’avenir est d’avoir une petite challenge dans laquelle le robotic effectue plusieurs sauts jusqu’à atteindre l’objectif. » “Cela nous permettrait de tester sa capacité à se rendre à un level précis, à collecter des pictures et à revenir à son début.”

Les chercheurs sont également ravis de voir leurs méthodes utilisées par d’autres dans le domaine.

“L’un des issues forts de notre étude est que d’autres chercheurs peuvent utiliser notre modèle théorique pour produire quelque selected de similaire”, a déclaré Tawfiq. “Nous sommes ravis que le monde sache que nous disposons désormais d’un robotic succesful d’effectuer le saut en longueur.”