Gli ingegneri creano robot delle dimensioni di un insetto con l’agilità di Cheetah
Gli ingegneri dell’Università della California, Berkeley, hanno sviluppato un robot in scala di insetti che può sterzare e ruotare con l’agilità di un ghepardo. Il team ha tratto ispirazione dai vari insetti e ragni che possono camminare a testa in giù con speciali cuscinetti appiccicosi. Il robot di nuova concezione può muoversi attraverso terreni complessi ed evitare ostacoli imprevisti.
Il robot è costituito da un materiale sottile e stratificato che può piegarsi e contrarsi quando viene applicata una tensione elettrica.
Nel 2019, il team ha dimostrato per la prima volta il materiale con un robot delle dimensioni di uno scarafaggio in grado di muoversi su una superficie piana a 20 lunghezze di corpo al secondo, o circa 1,5 miglia all’ora, che era la velocità relativa più elevata di qualsiasi robot delle dimensioni di un insetto.
Cuscinetti elettrostatici
Il nuovo studio ha coinvolto il team nell’aggiungere due piedini elettrostatici al robot, quindi hanno applicato una tensione a uno dei piedini per aumentare la forza elettrostatica tra il piedino e la superficie. Ciò ha fatto sì che il footpad si attaccasse più saldamente alla superficie mentre il resto del robot ruotava attorno al piede.
Con i due piedini, gli operatori hanno il pieno controllo della traiettoria del robot. Possono consentire al robot di compiere curve con un’accelerazione centripeta, che è più veloce della maggior parte degli insetti.
Liwei Lin è professore di ingegneria meccanica all’Università di Berkeley.
“Il nostro robot originale poteva muoversi molto, molto velocemente, ma non potevamo davvero controllare se il robot andava a destra o a sinistra, e per molto tempo si muoveva in modo casuale, perché se ci fosse una leggera differenza nel processo di produzione, se il robot non era simmetrico – avrebbe virato da un lato”, ha detto Lin. “In questo lavoro, la principale innovazione è stata l’aggiunta di questi cuscinetti che gli consentono di effettuare curve molto, molto veloci”.
Il team di ricerca ha filmato il robot che naviga nei labirinti Lego per testare e mostrare la sua agilità. Trasportava un piccolo sensore di gas e sterzava per evitare la caduta di detriti. Con il suo design, il piccolo robot è in grado di resistere al calpestio di un essere umano di 120 libbre.
Piccoli robot simili a insetti come questo potrebbero essere utilizzati in missioni di ricerca e soccorso o per investigare ed esplorare ambienti pericolosi. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per cercare potenziali perdite di gas.
Il robot era per lo più collegato o alimentato tramite un piccolo cavo elettrico, ma esiste una versione non collegata che funziona a batteria per un massimo di 19 minuti e 31 metri.
“Una delle maggiori sfide oggi è realizzare robot su scala più piccola che mantengano la potenza e il controllo di robot più grandi”, ha affermato Lin. “Con robot su larga scala, puoi includere una grande batteria e un sistema di controllo, nessun problema. Ma quando provi a ridurre tutto su una scala sempre più piccola, il peso di quegli elementi diventa difficile da trasportare per il robot e il robot generalmente si muove molto lentamente. Il nostro robot è molto veloce, abbastanza forte e richiede pochissima energia, permettendogli di trasportare sensori ed elettronica mentre trasporta anche una batteria.
