“Cheeta’s zijn de snelste wezens op het land, en ze ontlenen hun snelheid en kracht aan de buiging van hun ruggengraat”, zegt Jie Yin, assistent-professor mechanische en ruimtevaarttechniek aan de North Carolina State University en corresponderend auteur van een artikel over de nieuwe techniek. zachte robots.

“We werden door de cheetah geïnspireerd om een ​​soort zachte robot te maken met een veeraangedreven, ‘bistabiele’ ruggengraat, wat betekent dat de robot twee stabiele toestanden heeft”, zegt Yin. “We kunnen snel tussen deze stabiele toestanden schakelen door lucht in kanalen te pompen die langs de zachte siliconenrobot lopen. Bij het schakelen tussen de twee toestanden komt een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij, waardoor de robot snel kracht op de grond kan uitoefenen. Hierdoor kan de robot over het oppervlak galopperen, wat betekent dat zijn voeten de grond verlaten.

“Vroegere zachte robots waren rupsen, die te allen tijde in contact met de grond bleven. Dat beperkt hun snelheid.”

De snelste zachte robots tot nu toe konden op vlakke, stevige oppervlakken met snelheden tot 0.8 lichaamslengte per seconde bewegen. De nieuwe klasse zachte robots, die ‘Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance’ (LEAP) worden genoemd, kunnen snelheden bereiken tot 2.7 lichaamslengtes per seconde – meer dan drie keer sneller – bij een lage activeringsfrequentie van ongeveer 3 Hz . Deze nieuwe robots zijn ook in staat steile hellingen op te rennen, wat een uitdaging of zelfs onmogelijk kan zijn voor zachte robots die minder kracht op de grond uitoefenen.

Deze “galopperende” LEAP-robots zijn ongeveer 7 centimeter lang en wegen ongeveer 45 gram.

De onderzoekers toonden ook aan dat het LEAP-ontwerp de zwemsnelheid voor zachte robots zou kunnen verbeteren. Door een vin te bevestigen in plaats van voeten, kon een LEAP-robot zwemmen met een snelheid van 0.78 lichaamslengtes per seconde, vergeleken met 0.7 lichaamslengtes per seconde voor de vorige snelste zwemmende zachte robot.

"We demonstreerden ook het gebruik van verschillende zachte robots die samenwerken, zoals een tang, om voorwerpen te grijpen", zegt Yin. “Door de kracht van de robots af te stemmen, konden we objecten optillen die zo kwetsbaar waren als een ei, maar ook objecten die 10 kilogram of meer wogen.”

De onderzoekers merken op dat dit werk dient als een proof of concept en zijn optimistisch dat ze het ontwerp kunnen aanpassen om LEAP-robots te maken die nog sneller en krachtiger zijn.

"Potentiële toepassingen zijn zoek- en reddingstechnologieën, waar snelheid essentieel is, en industriële productierobotica", zegt Yin. “Stel je bijvoorbeeld een productielijnrobot voor die sneller is, maar nog steeds in staat is om kwetsbare objecten te hanteren.

“We staan ​​open voor samenwerking met de particuliere sector om de manieren te verfijnen waarop zij deze technologie in hun activiteiten kunnen integreren.”

Het werk werd gedaan met steun van de National Science Foundation onder subsidies 2010717 en 2005374.

Verhaal Bron:

Materialen door North Carolina State University. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.