Piccoli robot fatti di “galinstan” possono correre più veloci di un leopardo (in miniatura).

Mao e altri. Il.

Gli scienziati della Johannes Kepler University (JKU) hanno creato robot morbidi e orientabili in grado di funzionare, nuotoe saltare ad alta velocità. Durante i test, i robot hanno raggiunto una velocità di 70 BL/s (lunghezze del corpo al secondo). Questi risultati sono sorprendenti perché anche ghepardo (L’animale terrestre più veloce sulla terra) può persino correre 23 BL/sec. Ma non aspettarti record di velocità assoluta, perché i robot hanno corpi su scala millimetrica, anche se queste piccole macchine sono probabilmente i robot morbidi più veloci del pianeta.

I robot morbidi sono diversi dai robot tradizionali che vedi nelle fabbriche, nei ristoranti e nelle fiere della scienza. costruito Utilizzo di materiali flessibili Come i polimeri, le leghe a memoria di forma (queste leghe cambiano forma al variare della temperatura). I materiali morbidi consentono ai robot di funzionare In un modo simile in un organismo vivente (o tessuto vivente). Al contrario, i robot tradizionali sono realizzati con materiali solidi come plastica, alluminio e metallo.

Per molto tempo, gli scienziati hanno cercato di creare robot morbidi abbastanza velocemente Lavorare in ambienti difficili Dove non funzionano altre macchine. Questi robot potrebbero svolgere un ruolo importante in campo medico. Ad esempio, la robotica ultraveloce può sostituire metodi invasivi come la colonscopia. I medici possono utilizzare la robotica rapida e morbida per verificare eventuali anomalie negli organi del corpo (come lo stomaco) difficili da esaminare con i robot diagnostici convenzionali.

Costruisci robot super veloci

I robot ultra veloci sono realizzati utilizzando una lega di metallo liquido chiamata galinstan. È composto da stagno (Sn), gallio (Ga) e indio (In). Galinstan non è comunemente usato per creare robot morbidi; Sono per lo più fatti di Plastiche siliconiche. Quando è stato chiesto al primo autore dello studio e fisico della materia soffice della JKU, il dottor Guoyong Mao, ha detto ad Ars Technica: “La proprietà più importante di questo materiale è che assomiglia a un liquido a temperatura ambiente, pur avendo un’elevata conduttività, che lo rende utile per costruire bobine morbide e deformabili.” .”

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I ricercatori hanno usato metallo liquido Tecnologia di stampa 3D Per formare una bobina di galinistan. Queste bobine stampate in 3D sono state quindi incorporate in involucri elastomerici che le tenevano insieme con un attuatore che ne controllava lo stato. Ciò si traduce in un robot elettromagnetico morbido (SEMR) a bobina in grado di fornire un’attuazione e una propulsione rapide. I ricercatori hanno anche dotato i robot di piedi a forma di L o a dente di sega a seconda dei pilastri su cui si muoveranno.

I SEMR sono alimentati da batterie ai polimeri di litio e il loro movimento ultraveloce è azionato da attuatori elettromagnetici (componenti che convertono l’energia elettrica in energia meccanica). Gli attuatori sono componenti magneticamente reattivi, quindi i robot in rapido movimento possono essere facilmente controllati utilizzando un campo magnetico costante. Durante i test, i robot collegati potevano muoversi a una velocità di 35 BL/s su un piano e 70 BL/s su una superficie 3D piegata. Inoltre, hanno nuotato a 4,8 BL/sec quando sono stati testati in acqua. “Pensiamo che questa sia una tecnologia nuova e promettente nella robotica e abbia un grande potenziale per il futuro. Non siamo stati in grado di trovare alcuna tecnologia simile, utilizzando un materiale funzionale morbido, in grado di svolgere così tanti compiti a una velocità così elevata, ” disse Mao.

Il futuro della robotica ultraveloce

I ricercatori hanno anche condotto test di velocità utilizzando un prototipo di robot morbidi slegati e hanno raggiunto una velocità di nuoto di 1,8 lunghezze del corpo al secondo (BL/s) e una velocità massima di corsa di 2,1 BL/s. I ricercatori ora intendono migliorare l’efficienza e le prestazioni dei robot non collegati.

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Mao e il suo team affermano anche che lo sviluppo di SERM su scala millimetrica utilizza Stampa 3D a liquido Potrebbe aprire la strada a robot iperveloci più grandi in futuro.

Esistono diversi tipi di robot morbidi. Alcuni possono aiutarci Rimozione dei rifiuti di plastica Dall’oceano, altri possono lasciarci fare studio caldo Deserti lunari e marziani. La velocità è un grande fattore limitante per tutte queste macchine morbide. La tecnologia dietro SEMR ultraveloce ha il potenziale per affrontare questo limite.

Comunicazioni sulla natura, 2022. DOI: 10.1038 / s41467-022-32123-4 (Informazioni sui DOI)

Robindra Brahambhat è una giornalista esperta e regista. Si occupa di notizie di scienza e cultura e negli ultimi cinque anni ha lavorato attivamente con alcune delle agenzie di stampa, riviste e marchi di media più innovativi che operano in diverse parti del mondo.

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