science >> Wetenschap >  >> Elektronica

RoboFly:een robot ter grootte van een insect die kan vliegen, lopen en drijven op wateroppervlakken

RoboFly, de door de onderzoekers gemaakte robot ter grootte van een insect. Krediet:Chukewad et al.

Robots ter grootte van een insect kunnen tal van nuttige toepassingen hebben, bijvoorbeeld, hulp bij zoek- en reddingsmissies (SAR), vereenvoudiging van de inspectie van infrastructuren en versnelling van landbouwprocessen. Ondanks de voordelen verbonden aan hun grootte, deze robots kunnen erg moeilijk te bouwen zijn, omdat hun fabricage het assembleren van verschillende kleine componenten omvat.

Om deze beperkingen te overwinnen, onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben onlangs RoboFly gemaakt, een 74-mg flapping-wing robot die in de lucht kan bewegen, op de grond en op wateroppervlakken. De nieuwe robot, gepresenteerd in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, werd gebouwd met minder componenten dan die over het algemeen worden gebruikt om robots ter grootte van een insect te bouwen, wat de fabricage aanzienlijk vereenvoudigt.

"RoboFly is een micro-robot met fladderende vleugels, geïnspireerd op vliegende insecten, " Yogesh Chukewad, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Deze insecten kunnen vliegen, wandelen, en sommigen van hen kunnen ook op het wateroppervlak scheren. Het doel van ons onderzoek was om een ​​robot te ontwikkelen die zijn biologische tegenhanger nabootst door multimodale voortbeweging uit te voeren, inclusief antenne, grond, en voortbeweging van het wateroppervlak."

De kleine robot gemaakt door Chukewad en zijn collega's is een bewerking van RoboBee, een vliegend prototype van een microrobot dat Sawyer Fuller, senior auteur en hoofdonderzoeker van het onderzoek, hielp zich te ontwikkelen aan de Harvard University voordat hij aan de Universiteit van Washington begon te werken. Een belangrijke verbetering van RoboFly is dat het minder componenten heeft, omdat de onderzoekers ontdekten dat het assembleren van te veel onderdelen de fabricage te complex maakte.

"De manier waarop RoboBee is ontworpen, maakte het erg moeilijk om te bouwen, " legde Chukewad uit. "Momenteel, de meeste robots ter grootte van een insect worden onder een microscoop gebouwd, zorgvuldig met de hand geassembleerd, omdat ze veel afzonderlijke microscopisch kleine onderdelen hebben. Als je per ongeluk een deel ter grootte van een sesamzaadje laat vallen in een druk laboratorium, je zult het nooit meer zien!"

Om de fabricage van RoboFly te vereenvoudigen, de onderzoekers maakten een nieuw ontwerp, waarbij het chassis van de robot bestaat uit een enkele, gevouwen laminaatvel. Men kan de robot dus bouwen zonder veel microscopisch kleine onderdelen te hoeven monteren. Het chassis is ook lager en dus dichter bij de grond, die drie verschillende soorten voortbeweging mogelijk maakt.

"RoboFly maakt gebruik van zijn twee klapperende vleugels die worden aangedreven door piëzo-elektrische actuatoren om te vliegen en te zweven, zoals sommige insecten doen, "Zei Chukewad. "Het kan ook op de grond bewegen en sturen door gebruik te maken van dezelfde reeks fladderende vleugels. Door zijn lichtgewicht eigenschap, indien gewijzigd met een set van drie voetachtige aanhangsels kan het op wateroppervlakken landen. Toen het eenmaal geland was, de robot kan dan op het water bewegen en sturen volgens hetzelfde principe dat wordt gebruikt om op de grond te bewegen."

Het feit dat het kan vliegen, lopen en drijven op het water maakt RoboFly uniek, waardoor het zich onderscheidt van andere robots ter grootte van een insect. De robot zou veel effectiever kunnen zijn dan bestaande in het ontwijken van obstakels, omdat het eenvoudig kan overschakelen naar een andere manier van voortbewegen (bijvoorbeeld vliegen of bewegen op water als het obstakels op de grond detecteert).

Mocht het gecommercialiseerd worden, RoboFly kan verschillende potentiële toepassingen hebben, bijvoorbeeld, het helpen van menselijke gebruikers bij het opsporen van gaslekken of het assisteren van vrijwilligers bij zoek- en reddingsmissies. Het zou ook in grote aantallen kunnen worden ingezet op wateroppervlakken om te zoeken naar verontreinigende stoffen of lekken van potentieel gevaarlijke vloeistoffen (bijvoorbeeld brandstof van een vliegtuigramp).

"Nu we hebben vastgesteld dat RoboFly multimodale voortbeweging kan uitvoeren, ons volgende doel zal zijn om het te gebruiken als een hulpmiddel om het gedrag van zijn biologische tegenhangers beter te begrijpen, ' zei Chukewad.

© 2020 Wetenschap X Netwerk