(Phys.org)—Onderzoekers hebben de eerste robot gebouwd van zacht, inzetbare materialen die zichzelf kunnen verplaatsen zonder het gebruik van motoren of andere mechanische componenten. De robot "loopt" wanneer een elektrische stroom wordt toegepast op draden van een vormgeheugenlegering die in het frame zijn ingebed:de stroom verwarmt de draden, waardoor de flexibele segmenten van de robot samentrekken en buigen. Het achtereenvolgens regelen van de stroom naar verschillende segmenten op verschillende manieren resulteert in verschillende loopgangen.

De onderzoekers verwachten dat de robot gemakkelijk kan worden ingezet, samen met zijn lage massa, goedkoop, draagvermogen, compacte maat, en het vermogen om opnieuw te worden geconfigureerd in verschillende vormen kan het nuttig maken voor toepassingen zoals ruimtemissies, exploratie van de zeebodem, en huishoudelijke voorwerpen.

De wetenschappers, Wei Wang et al., aan de Seoul National University en de Sungkyunkwan University, hebben een paper gepubliceerd over de nieuwe robot en andere soorten inzetbare constructies die met dezelfde methode kunnen worden gebouwd in een recent nummer van Materialen Horizons .

"Het belangrijkste voordeel van deze modulaire robot is robuustheid in verschillende omgevingen door het ontbreken van mechanische systemen zoals motoren en tandwielen, " vertelde co-auteur Sung-Hoon Ahn aan de Seoul National University: Phys.org . "Dus, problemen waarmee op motor gebaseerde robots worden geconfronteerd, zoals afdichting en smering van mechanische systemen in water- of ruimteomgevingen, zijn geen probleem voor de slimme actuator."

De robot, die de onderzoekers DeployBot noemen, is samengesteld uit acht modules:vier voor het lichaam en één voor elk van de vier poten. In hun opgevouwen toestand, de modules liggen plat, en nadat ze zijn ingezet, verschijnen ze in een ongeveer vierkante vorm. De modules zijn gemaakt van zowel stijve als flexibele materialen en bevatten ingebouwde magneten die meerdere modules met elkaar verbinden en vergrendelen. Een draad van vormgeheugenlegering die door het vierkante frame van elke module loopt, is verantwoordelijk voor het plaatsen en vouwen van de modules, wat enkele seconden duurt, maar herhaaldelijk kan worden gedaan.

De onderzoekers toonden aan dat de DeployBot met twee verschillende gangen kan lopen. De eerste is een golvende gang, wat vergelijkbaar is met de manier waarop een inchworm over een oppervlak kruipt. Om dit te doen, een stroomreeks in vier stappen wordt toegepast om een ​​activeringsgolf door het lichaam van de robot te genereren, van voor naar achter. De onbalans in wrijvingscontact met de grond tussen de voor- en achterpoten zorgt ervoor dat de robot zijn achterpoten optrekt terwijl hij zijn voorpoten op hun plaats houdt, resulterend in een voorwaartse beweging.

De DeployBot kan ook lopen met een ambulante gang, vergelijkbaar met de manier waarop een dier met vier poten loopt. Echter, deze gang vereist dat de robot zijn volledige gewicht op slechts twee benen draagt, en de benen van de robot hebben niet genoeg hefkracht om dit te doen - tenminste, niet op het land. Maar door de robot onder water te plaatsen, op het zanderige oppervlak van een watertank, de onderzoekers maakten gebruik van het principe van Archimedes dat de kracht vermindert die nodig is om de robot op te tillen.

Momenteel beweegt de robot heel langzaam, met een snelheid van iets meer dan 2 meter per uur. De robot kan ook draaien, maar weer in een langzaam tempo, 21 passen nodig om 90 graden te draaien. Hoewel de robot niet snel is, het kan nog steeds dienen als een handig hulpmiddel voor toepassingen waarbij snelheid niet belangrijk is.

Vooruit gaan, de onderzoekers verwachten dat de technieken die hier worden gebruikt ook kunnen worden gebruikt om modules van verschillende vormen te maken, wat leidt tot een grotere verscheidenheid aan robotontwerpen en -functies. De onderzoekers merkten ook op dat verschillende methoden om de robot te verplaatsen naast een aangelegde stroom kunnen worden onderzocht, bijvoorbeeld, met behulp van pneumatische bediening, magnetische velden, of optische krachten. Ze suggereren ook dat dezelfde benadering die hier wordt gebruikt, kan worden gebruikt om structuren op microschaal en nanoschaal te fabriceren, die een nieuwe reeks toepassingen zou openen.

© 2017 Fys.org