Futurity · Ruimte

Onderzoekers Ontwikkelen Springende en Zwemmende Robots met Elastische Staven

Wetenschappers hebben kleine robots ontwikkeld die kunnen springen en zwemmen door gebruik te maken van de knappende beweging van gebogen elastische staven, een mechanisme dat gunstig zou kunnen zijn voor robots met beperkte energie.

Het onderzoek, gepubliceerd in Science Advances en mede geleid door UCLA en de Universiteit van Michigan, toont aan hoe het programmeren van elastische structuren om energie op te slaan en vrij te geven krachtige, herhaalbare bewegingen mogelijk maakt zonder een hoge motoroutput. Dit principe zou kunnen worden toegepast op robots die complexe terreinen navigeren, obstakels overwinnen of opereren in zowel land- als wateromgevingen.

Door een spiraalvormige staafvorm te optimaliseren, maximaliseerden onderzoekers energie-uitbarstingen en snelle resets. De studie wees uit dat de vorm van de staaf, in plaats van de grootte, bepaalt of deze scherp knapt of geleidelijk vervormt, wat suggereert dat de ontwerpregels schaalbaar zijn voor robots zo klein als enkele millimeters.

Het team bouwde prototype robots die deze knappende staven, verbonden met een roterende motor, gebruiken om te springen. De motor draait de gebogen staven totdat ze knappen, waardoor energie vrijkomt voor voortstuwing. De motor draait vervolgens de twist af om zich voor te bereiden op de volgende knap.

Een kikkerachtig prototype, met een gewicht van ongeveer 0.25 lbs, sprong succesvol op verschillende oppervlakken, waaronder hout, glas, leer, zand en gras. Het kon ook trappen beklimmen en, met peddelbevestigingen, zwemmen.

De robot demonstreerde manoeuvreerbaarheid, door te draaien door de snelheid van zijn twee knappende staven aan te passen. Hij werd op afstand bestuurd om een hindernisbaan te navigeren en kon autonoom een lichtbron benaderen met behulp van lichtsensoren. De snelheid van de robot was vergelijkbaar met die van een jonge onechte karetschildpad.

AI-samenvatting op basis van de bron.