Un minuscolo robot ispirato agli insetti naviga nei labirinti con l’agilità di un ghepardo
Modellare il cervello degli insetti potrebbe essere la chiave per la progettazione di minirobot automatizzati con capacità di apprendimento e navigazione come gli insetti.
Questo è il motivo per cui i ricercatori guardano sempre alla natura per dotare i loro robot delle abilità che possiedono gli insetti.
Arrampicarsi su pareti verticali e persino camminare a testa in giù sul soffitto con l’aiuto di speciali piedini appiccicosi: molti insetti e ragni hanno un’incredibile capacità di manovrare in un modo impossibile per i grandi mammiferi. Ora, gli ingegneri dell’Università della California, Berkeley, hanno utilizzato il principio alla base di questi cuscinetti per creare un minirobot delle dimensioni di un insetto che ha la capacità di attraversare terreni complessi ed evitare rapidamente ostacoli imprevisti.
Il principio, chiamato adesione elettrostatica, rende un robot molto agile che può sterzare e ruotare con una velocità impressionante e l’agilità di un ghepardo.
Questo prototipo è costituito da un materiale sottile e stratificato che può piegarsi e contrarsi quando viene applicata una tensione elettrica.
Nel 2019, il team ha dimostrato per la prima volta il materiale utilizzando un minirobot delle dimensioni di insetti o meglio di uno scarafaggio che poteva muoversi su una superficie piana a 20 lunghezze del corpo al secondo, o circa 1,5 miglia all’ora, che era la velocità relativa più elevata di qualsiasi robot delle dimensioni di un insetto.
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Ora, il team ha aggiunto due piedini elettrostatici al robot e poi ha applicato una tensione a uno dei piedini per aumentare la forza elettrostatica tra il piedino e la superficie. Ciò ha fatto sì che il footpad si attaccasse più saldamente alla superficie mentre costringeva il resto del robot a ruotare attorno al piede. Ciò ha permesso agli operatori di controllare meglio il minirobot nonostante si muovesse molto velocemente.
“Il nostro robot originale poteva muoversi molto, molto velocemente, ma non potevamo davvero controllare se il robot andava a destra o a sinistra, e molto spesso si muoveva in modo casuale, perché se ci fosse una leggera differenza nel processo di produzione, se il Il robot non era simmetrico: avrebbe deviato da un lato”, ha affermato Liwei Lin, professore di ingegneria meccanica all’Università di Berkeley. “In questo lavoro, la principale innovazione è stata l’aggiunta di questi cuscinetti che gli consentono di effettuare curve molto, molto veloci”.
Alla fine, prototipi come questo potrebbero essere utilizzati per avventurarsi in aree pericolose durante le operazioni di ricerca e soccorso o per entrare in altri ambienti pericolosi, come le indagini sulle fughe di gas. Un vantaggio di essere così piccolo è che il robot può sopportare notevoli forze di schiacciamento. I ricercatori affermano che il suo design significa che potrebbe persino sopravvivere al calpestio di un essere umano di 120 libbre.
Per dimostrare l’agilità del minirobot delle dimensioni di un insetto, il team di ricerca ha filmato il robot mentre navigava nei labirinti Lego. Il team ha dimostrato la maggior parte delle abilità del robot mentre era “legato” o alimentato e controllato tramite un piccolo cavo elettrico. Hanno anche creato una versione “untethered” che può funzionare a batteria per un massimo di 19 minuti e 31 metri mentre trasporta un sensore di gas.
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“Una delle maggiori sfide oggi è realizzare robot su piccola scala che mantengano la potenza e il controllo di robot più grandi”, ha affermato Lin.
Con robot su larga scala, puoi includere una grande batteria e un sistema di controllo, nessun problema. Ma quando provi a ridurre tutto su una scala sempre più piccola, il peso di quegli elementi diventa difficile da trasportare per il robot e il robot generalmente si muove molto lentamente. Il nostro robot è molto veloce, abbastanza forte e richiede pochissima energia, permettendogli di trasportare sensori ed elettronica mentre trasporta anche una batteria.
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