Le premier robot autonome au monde alimenté au peroxyde d'hydrogène
Robot d'Octobot. Photo: Institut de génie bionique. VissaCes dernières années, les scientifiques ont activement expérimenté l'électronique douce. Les articles élastiques souples sont généralement plus confortables dans la vie que le métal dur et le plastique. Cela s'applique à presque tous les objets. L'électronique et les robots ne font pas exception. Par conséquent, il est logique de supposer que l'avenir repose précisément sur des robots mous. Ces êtres cybernétiques élastiques et résilients seront portés sur la tête et tirés sur le corps, pris vers l'intérieur. Ils n'ont pas peur de l'eau et de la corrosion, peuvent glisser ou glisser sur des surfaces inclinées. Ils n'ont pas peur des dommages, déformations, etc. - ils ont de nombreux avantages par rapport aux structures rigides[1] [2] . Et c'est tellement agréable de les caresser et de les tapoter sur le corps élastique.Des mécanismes complètement mous sans un seul détail dur ont été créés auparavant, mais c'étaient des robots plutôt primitifs comme des chenilles . Maintenant , les ingénieurs de l' Université de Harvard ont réussi, montrant d' abord doux robots totalement autonomes du monde Octobot sous la forme de poulpe belle qui se déplace en raison d'une réaction de réduction chimique de peroxyde d' hydrogène (H 2 O 2 ).Les inventeurs du Harvard Institute of Bionic Engineering. Vissa estime que ces robots sont déjà adaptés à la production de masse en utilisant un processus technologique simple, y compris les batteries souples et les circuits électroniques souples. Cette conception simple peut être un élément clé pour créer des robots souples plus sophistiqués du futur.La plupart des pièces d'Octobot sont imprimées sur une imprimante 3D, puis des circuits électriquement conducteurs et des récipients à gaz sont incrustés dans son corps par lithographie.
Les récipients à gaz sont pressés par lithographie. Illustration: Institut de génie bionique. Processus de fabrication de Vissa Octoberot
. Photo: Institut de génie bionique. VissaLe robot se déplace en raison du gaz libéré par le peroxyde d'hydrogène - le carburant. Le fluide se déplace dans le corps et le gaz gonfle les membres. Les scientifiques ont conçu un réseau astucieux de microvaisseaux pour déplacer le fluide dans tout le corps. Ce réseau de vaisseaux est conçu de telle sorte que lorsque certains fragments des membres sont gonflés, d'autres sont emportés dans une séquence prédéterminée qui permet au robot de bouger. L'algorithme de gonflement et de gonflement est implémenté dans un schéma logique simple.
Le schéma logique du robot. Illustration: Institut de génie bionique. VissaRobot fonctionne sur une solution de peroxyde d'hydrogène à 50%. À titre de comparaison, la plupart des produits ménagers utilisent généralement une solution à 5%.Un robot peut déplacer ses membres indépendamment, sans contrôle externe, il est donc considéré comme autonome. Changer la pression dans les membres est le principal moyen de mouvement pour tous les robots mous, et maintenant les scientifiques ont trouvé pour la première fois un moyen de démarrer ce processus complètement hors ligne.Le peroxyde d'hydrogène se décompose instantanément en eau et en oxygène gazeux au contact du platine sur les parois des canaux - dans les zones où se produit un gonflement des extrémités. Une réaction chimique avec du peroxyde d'hydrogène à une concentration de 50% et 90% est montrée dans la vidéo.Le gaz occupe 160 fois plus de volume que le liquide. Pour cette raison, Octoberot déplace les membres. Maintenant, il peut déplacer les tentacules de 4 à 8 minutes sur un millilitre de solution de peroxyde d'hydrogène.Le réseau de microvaisseaux a été conçu avec la participation du chimiste de renom George Whiteside , lauréat de nombreux prix prestigieux (selon Wikipedia, il s'agit du 1er chimiste le plus cité au monde de 1992 à 2002, ainsi que du premier chimiste le plus cité au monde en 2011. année, indice de Hirsch = 169). Il travaille également à l'Institut de génie bionique. Vissa.
Réseau de microvaisseaux robot d'octobre sous le microscope. Illustration: Institut de génie bionique. VissaLa conception semble prometteuse pour certains domaines d'utilisation des robots, y compris à l'intérieur du corps humain. Bien sûr, le système physico-chimique autonome lui-même est plus simple que les robots autonomes autonomes contrôlés par ordinateur, mais c'est la première conception de ce type au monde, pour ainsi dire, une preuve de concept, c'est-à-dire une preuve de la viabilité de l'idée. Le facteur de forme de la pieuvre a été choisi arbitrairement: «Nous avons décidé que la pieuvre avait l'air cool», explique Michael Wehner, auteur principal de l'article. «Nous pensions qu'une pieuvre aussi cool aiderait à attirer les gens vers la robotique douce.»Dans la prochaine version, les développeurs veulent enseigner à Octoberot à nager et à interagir avec les objets environnants. Pour ce faire, il faudra compliquer sa logique et éventuellement compliquer le réseau de microvaisseaux.Maintenant, cette pieuvre a l'air drôle et inutile, mais elle permet d'imaginer un avenir dans lequel les robots autonomes souples deviendront réels.L'ouvrage scientifique «Integrated Design and Production Strategy for Fully Soft, Autonomous Robots» a été publié le 24 août 2016 dans la revue Nature (doi: 10.1038 / nature19100, pdf ).Littérature
[1] Rus, D. & Tolley, MT Conception, fabrication et contrôle de robots souples. Nature 521, 467-475 (2015). Retour à l'article
[2] Wang, L. & Iida, F. Déformation en robotique de la matière molle: une catégorisation et une caractérisation quantitative. Robot IEEE. Autom. Mag. 22, 125–139 (2015). Retour à l'articleSource: https://habr.com/ru/post/fr396981/
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