Крошечный робот CLARI протискивается в узкие места

Роб Шпигель | 30 августа 2023 г.

Инженеры из Университета Колорадо в Боулдере разработали миниатюрного робота, который весит меньше мяча для пинг-понга и умещается на ладони. Робот представляет собой шарнирное роботизированное насекомое с податливыми ногами (CLARI). Он может пассивно менять свою форму с квадратной на длинную и тонкую или широкую, как у краба. На данный момент у машины четыре ноги, но ее модульная конструкция может позволить команде увеличить ее до восьми ног.

Хейко Кабуц, аспирант кафедры машиностроения Пола М. Рэди в Университете Колорадо в Боулдере, и его коллеги представили миниатюрного робота в исследовании, опубликованном 30 августа в журнале Advanced Intelligent Systems.

Каждая нога CLARI функционирует почти как независимый робот — со своей собственной платой и двойными приводами, которые перемещают ногу вперед, назад и из стороны в сторону, подобно тазобедренному суставу человека. Теоретически такая модульность может позволить роботам CLARI принимать самые разнообразные формы.

Миниатюрные роботы обеспечивают доступ к замкнутым средам и демонстрируют потенциал для таких приложений, как поисково-спасательные операции и проверка ценных активов. Способность деформировать тело еще больше увеличивает доступность этих маленьких роботов на загроможденной местности, подобной насекомым и мягким членистоногим. Вдохновленные этой концепцией, инженеры CU Boulder построили робота размером с насекомое с привязанными электрическими соединениями для питания и управления. CLARI был изготовлен с использованием ламината и собран с использованием техники оригами pop-up.

В верхней части изображения CLARI изображен рядом с коричневым тарантулом. Модульный и соответствующий требованиям корпус CLARI позволяет ему изменять форму корпуса и работать в различных конфигурациях.

Чтобы обеспечить передвижение в различных конфигурациях, архитектура тела CLARI состоит из приводимых в действие механизмов ног. Робот имеет восемь независимо приводимых в действие степеней свободы, приводимых в действие специальными пьезоэлектрическими приводами, что делает его механически ловким.

В дальнейшем команда CLARI намерена внедрить в робота датчики, чтобы он мог обнаруживать препятствия и реагировать на них. Группа также работает над улучшением робота, придав ему большую гибкость и силу. Кабуц отметил, что усовершенствование возможностей робота станет более трудным, поскольку к CLARI будут добавлены дополнительные ноги.

Вот перспективный вид CLARI, подчеркивающий основные функции, включая три основные конфигурации формы тела робота, основанные на соотношениях сторон. Стрелками показаны векторы силы реакции земли (красные) с проекциями в боковом (зеленый) и движущем (голубой) направлениях. Кроме того, художественная визуализация CLARI демонстрирует ограниченную в поперечном направлении навигацию по пересеченной местности с использованием способности адаптировать форму своего тела.

Команда выбрала шарнирную морфологию для тела робота, чтобы объединить возможности быстрого, автономного и многоходового передвижения шарнирных роботов из ламината с пассивным, основанным на податливости воплощенным физическим интеллектом систем из мягких материалов. Они выбирают дизайн на основе оригами, изготовление ламината и всплывающий процесс сборки для упрощения методологии настройки на основе геометрии.

Дополнительная информация о текстовых форматах