Menarik

Lihat Robot Renang bertubuh lembut dan bertenaga ringan ini

Lihat Robot Renang bertubuh lembut dan bertenaga ringan ini

Ilmuwan material telah berhasil mengembangkan robot bertubuh lunak yang ditenagai oleh dan tertarik pada cahaya. Robot ini dapat menggunakan sumber cahaya langsung untuk berenang, tanpa membutuhkan baterai atau power tether.

Makalah, dirilis Ilmu Robotika, mengisyaratkan bagaimana jenis teknologi ini dapat digunakan untuk pemanenan dan penggerak energi maritim di masa depan.

TERKAIT: PENELITI MENGEMBANGKAN ROBOT LEMBUT YANG DAPAT MENAHAN DIHANCURKAN KAKI MANUSIA

Bagaimana mereka mencapai ini?

Sebuah tim peneliti dari UCLA Samueli School of Engineering baru-baru ini menerbitkan desain baru mereka untuk robot renang bertubuh lunak. Disebut OsciBot, robot ini bergerak dengan menggoyangkan "ekor" -nya dan diberi tenaga serta dikendalikan oleh sumber cahaya langsung.

Tim yakin desain baru mereka dapat memiliki beberapa aplikasi menarik di masa depan. Ini bisa, misalnya, membuka peluang untuk desain baru robot pengangkut samudra, perawatan medis, dan kapal otonom.

Robot itu terinspirasi dari fenomena alam yang disebut fototaksis. Beberapa makhluk di alam, seperti ubur-ubur atau ngengat, memiliki kecenderungan ini untuk bergerak menuju sumber cahaya.

"OsciBot mendemonstrasikan bahwa pergerakan dengan osilasi dapat secara langsung didukung oleh cahaya konstan, daripada mengandalkan energi cahaya yang telah dipanen dan disimpan dalam baterai. Itu seluruhnya terbuat dari bahan lembut yang disebut hidrogel yang membengkak saat ditempatkan di air dan responsif terhadap cahaya. Perangkat tidak memerlukan baterai atau perlu ditambatkan ke sumber daya lain, "catat siaran persnya.

Menggunakan cahaya untuk membuat tarian hidrogel

Untuk membuat robot baru bertubuh lunak dan pencinta cahaya, tim pertama-tama perlu mengembangkan cara untuk membuat objek berosilasi sebagai respons terhadap sumber energi yang konstan.

Untuk melakukan itu, pertama-tama mereka membangun a 2 sentimeter silinder panjang hidrogel fleksibel dan ditambatkan ke dasar tangki air. Mereka menemukan bahwa ketika seberkas cahaya diarahkan ke silinder, itu benar-benar bergerak 66 kali per menit.

Mereka juga heran menemukan bahwa dengan menggerakkan sumber cahaya, silinder sebenarnya menekuk ke kiri, kanan, atas atau bawah, sebagai tanggapan.

Dengan mengubah panjang dan ketebalan silinder, mereka juga dapat mempengaruhi kecepatan gerak silinder. Berdasarkan hal ini, tim menggunakan hidrogel yang sama untuk membangun robot berbentuk papan selancar persegi panjang dengan ekor bawah air yang diperpanjang (seperti yang terlihat pada video pertama di atas).

Menurut artikel pers UCLA, "Ketika cahaya dari laser mengenai titik di ekor, titik itu memanas. Sedikit peningkatan suhu menyebabkan bagian robot mengeluarkan sebagian airnya dan menyusut volumenya, yang menggerakkan ekor menuju sumber cahaya. Setelah bergerak ke atas, ekor menciptakan bayangan yang mendinginkan bagian di mana awalnya laser melakukan kontak dengan robot, yang menyebabkan ekor turun lagi. "

Selama cahaya mengenai target, proses ini dapat diulangi ad infinitum. Melalui eksperimen lebih lanjut, tim menemukan bahwa mereka dapat membuat ekor mengepak 35 kali satu menit.

Itu cukup, menurut perkiraan mereka, untuk menggerakkan robot itu 1,15 kali panjang tubuhnya per menit.

Ximin He, asisten profesor ilmu dan teknik material UCLA, dan penyelidik utama studi tersebut menjelaskan bahwa "biasanya, menghasilkan osilasi bergantung pada input energi intermiten, seperti cahaya berdenyut atau arus listrik bolak-balik."

"Sebaliknya, studi ini menunjukkan cara baru untuk menghasilkan osilasi, dengan menggunakan masukan energi konstan yang mudah diakses dari lingkungan sekitar dan murah untuk dimanfaatkan," tambahnya.

Seperti silinder tetap pada percobaan sebelumnya, mereka dapat membuat robot mengarahkan dengan memposisikan ulang sumber cahaya. Bahkan bisa diarahkan ke tikungan.

"Ini benar-benar demonstrasi mendasar bahwa cahaya langsung dan konstan dapat memberi kekuatan dan menentukan pergerakan," kata Yusen Zhao, penulis utama studi tersebut.

"Ini bisa menjadi langkah menuju berbagai desain robotik yang tidak terikat dan didukung hanya oleh cahaya yang tersedia di sekitar mereka, daripada mengandalkan baterai berat atau kabel listrik," tambah Zhao.

Penerapan apa yang bisa dimiliki hal ini di dunia nyata?

Secara teoritis, desain dapat ditingkatkan untuk menyediakan bentuk baru sistem propulsi bawah air. Ia bahkan bisa memiliki aplikasi untuk layar angin yang menggunakan sinar matahari untuk bermanuver.

Dalam skala yang lebih kecil, teknologi ini dapat digunakan untuk beberapa prosedur medis presisi. Tentu saja, sumber cahaya langsung juga perlu dimasukkan ke dalam tubuh pasien untuk membuatnya praktis.

"Keindahan dari osilator foto berbasis gel adalah kesederhanaan desainnya," Zhao menjelaskan. "Interaksi antara bahan lembut 'pintar' dan cahaya lingkungan memungkinkan gerakan yang diatur sendiri."

Zhao bahkan mengisyaratkan bahwa teknologi tersebut dapat diadaptasi untuk pembangkit energi — seperti gelombang akustik, atau sinyal elektronik / magnetik, misalnya.

Makalah asli diterbitkan di jurnal Ilmu Robotika.


Tonton videonya: Buat mobil pakai Robot (Oktober 2021).