Un gruppo di ricercatori ha sviluppato un nuovo tipo di robot morbido che è più veloce rispetto alle versioni precedenti quando si sposta su superfici solide o in acqua. I nuovi robot morbidi, ispirati alla biomeccanica dei ghepardi, possono anche raccogliere delicatamente oggetti e avere abbastanza potenza per sollevare oggetti pesanti.
L’articolo è intitolato “Sfruttare le instabilità elastiche per prestazioni amplificate: robot molli ad alta velocità e forza d’ispirazione spinale ” ed è stato pubblicato nell’American Association for the Advancement of Science.
Jie Yin è un assistente professore di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la North Carolina State University. È anche un corrispondente autore dell’articolo.
“I ghepardi sono le creature più veloci sulla terra e derivano la loro velocità e potenza dalla flessione delle loro spine”, dice Yin.
“Siamo stati ispirati dal ghepardo a creare un tipo di robot morbido con una spina” bistabile “alimentata a molla, il che significa che il robot ha due stati stabili”, continua Yin. “Siamo in grado di passare rapidamente da uno stato all’altro pompando aria in canali che rivestono il robot in silicone morbido. Il passaggio tra i due stati rilascia una notevole quantità di energia, consentendo al robot di esercitare rapidamente forza contro il suolo. Ciò consente al robot di galoppare attraverso la superficie, il che significa che i suoi piedi lasciano il terreno.
“I robot soft precedenti erano crawler, rimanendo sempre in contatto con il suolo. Questo limita la loro velocità. “
Versioni precedenti di robot soft
Su superfici piane e solide, i precedenti robot più veloci erano in grado di muoversi a velocità fino a 0,8 lunghezze corporee al secondo.
I soft robot creati dal gruppo di ricercatori appartengono a una nuova classe di robot, chiamata Leveraging Elastic Instability for Amplified Performance ”(LEAP). Superano notevolmente le precedenti, essendo in grado di spostarsi di 2,7 lunghezze corporee al secondo, che è più di tre volte più veloce. Funzionano a una bassa frequenza di attuazione di circa 3Hz.
I nuovi robot morbidi possono anche percorrere pendenze ripide, che in precedenza è stata una grande sfida o addirittura impossibile per i meno potenti.
I robot LEAP sono lunghi circa 7 centimetri e pesano circa 45 grammi.
Velocità di nuoto
Un altro sviluppo con i nuovi robot morbidi è che hanno migliorato la velocità di nuoto, cosa che può essere fatta sostituendo i piedi con una pinna. In questo modo, il robot LEAP potrebbe raggiungere una velocità di 0,78 lunghezze corporee al secondo durante il nuoto. Il precedente robot da nuoto più veloce era in grado di percorrere solo 0,7 lunghezze corporee al secondo.
“Abbiamo anche dimostrato l’uso di diversi robot soft che lavorano insieme, come le tenaglie, per afferrare oggetti”, afferma Yin. “Sintonizzando la forza esercitata dai robot, siamo stati in grado di sollevare oggetti delicati come un uovo, nonché oggetti del peso di 10 chilogrammi o più”.
Il gruppo di ricercatori mirerà ad aumentare ulteriormente la velocità e la potenza dei robot, vedendo l’attuale sviluppo come solo l’inizio. Hanno in mente diverse applicazioni, come le tecnologie di ricerca e salvataggio.
“Le potenziali applicazioni includono tecnologie di ricerca e salvataggio, dove la velocità è essenziale, e la robotica di produzione industriale”, afferma Yin. “Ad esempio, immagina robotici da linea di produzione più veloci, ma ancora in grado di gestire oggetti fragili.
“Siamo aperti a collaborare con il settore privato per mettere a punto i modi in cui possono incorporare questa tecnologia nelle loro operazioni”.
Il lavoro è stato supportato dalla National Science Foundation.
