Robot mandiri pertama di dunia yang ditenagai oleh hidrogen peroksida
Robot Octobot. Foto: Institut Teknik Bionik. VissaDalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah aktif bereksperimen dengan elektronik lunak. Benda elastis lunak umumnya lebih nyaman dalam kehidupan daripada logam keras dan plastik. Ini berlaku untuk hampir semua objek. Elektronik dan robot tidak terkecuali. Karena itu, masuk akal untuk berasumsi bahwa masa depan justru terletak pada robot lunak. Makhluk-makhluk cybernetic yang elastis dan tangguh seperti itu akan dikenakan di kepala dan ditarik ke tubuh, dibawa ke dalam. Mereka tidak takut air dan korosi, bisa tergelincir atau meluncur di permukaan yang miring. Mereka tidak takut akan kerusakan, deformasi, dll. - mereka memiliki banyak keunggulan dibandingkan struktur yang kaku[1] [2] . Dan sangat menyenangkan untuk membelai dan menepuknya di tubuh yang elastis.Mekanisme yang benar-benar lunak tanpa detail keras tunggal diciptakan sebelumnya, tetapi mereka adalah robot yang agak primitif seperti ulat . Sekarang, insinyur dari Universitas Harvard telah mencapai kesuksesan dengan menunjukkan robot otonom sepenuhnya lembut pertama di dunia Octobot dalam gambar gurita imut, yang bergerak karena reaksi kimia dari pengurangan hidrogen peroksida (H 2 O 2 ).Penemu Institut Teknik Bionik Harvard . Vissa percaya bahwa robot semacam itu sudah cocok untuk produksi massal menggunakan proses teknologi sederhana, termasuk baterai lunak dan sirkuit elektronik lunak. Desain sederhana ini dapat menjadi komponen kunci untuk menciptakan robot lunak yang lebih canggih di masa depan.Sebagian besar bagian Octobot dicetak pada printer 3D, dan kemudian sirkuit konduktif elektrik dan kapal gas bertatahkan dalam tubuhnya dengan litografi.
Kapal gas ditekan oleh litografi. Ilustrasi: Institut Teknik Bionik. Proses pembuatan Vissa
Octobot. Foto: Institut Teknik Bionik. VissaRobot bergerak karena gas yang dilepaskan dari hidrogen peroksida - bahan bakar. Cairan bergerak melalui tubuh, dan gas membengkak anggota badan. Para ilmuwan telah merancang jaringan microvessels yang cerdik untuk memindahkan cairan ke seluruh tubuh. Jaringan kapal ini dirancang sedemikian rupa sehingga ketika beberapa bagian tungkai bengkak, yang lain terpesona dalam urutan yang telah ditentukan yang memungkinkan robot untuk bergerak. Algoritma pembengkakan dan pembengkakan diimplementasikan dalam skema logika sederhana.
Diagram logika robot. Ilustrasi: Institut Teknik Bionik. VissaRobot beroperasi pada larutan hidrogen peroksida 50%. Sebagai perbandingan, sebagian besar produk rumah tangga biasanya menggunakan solusi 5%.Robot dapat menggerakkan anggota tubuhnya secara independen, tanpa kontrol eksternal, sehingga dianggap otonom. Mengubah tekanan pada anggota gerak adalah cara utama pergerakan untuk semua robot lunak, dan sekarang para ilmuwan untuk pertama kalinya telah menemukan cara untuk memulai proses ini sepenuhnya offline.Hidrogen peroksida secara instan terurai menjadi air dan oksigen gas jika bersentuhan dengan platinum di dinding saluran - di area di mana pembengkakan ekstremitas terjadi. Reaksi kimia dengan hidrogen peroksida pada konsentrasi 50% dan 90% ditunjukkan dalam video.Gas membutuhkan volume 160 kali lebih banyak daripada cairan. Karena ini, Octobot menggerakkan anggota badan. Sekarang dia dapat memindahkan tentakel dari 4 hingga 8 menit dengan satu mililiter larutan hidrogen peroksida.Jaringan microvessel dirancang dengan partisipasi ahli kimia terkenal George Whiteside , pemenang banyak penghargaan bergengsi (menurut Wikipedia, ini adalah kimiawan paling banyak dikutip di dunia dari tahun 1992 hingga 2002, serta ahli kimia yang paling banyak dikutip di dunia pada tahun 2011 tahun, indeks Hirsch = 169). Dia juga bekerja di Institute of Bionic Engineering. Vissa.
Jaringan microvessel robot Octobot di bawah mikroskop. Ilustrasi: Institut Teknik Bionik. VissaDesainnya terlihat menjanjikan untuk beberapa area penggunaan robot, termasuk di dalam tubuh manusia. Tentu saja, sistem otonom fisikokimia itu sendiri lebih sederhana daripada robot yang dikendalikan komputer otonom biasa, tetapi ini adalah desain seperti pertama di dunia, sehingga untuk berbicara, bukti konsep, yaitu, bukti kelayakan ide. Faktor bentuk gurita dipilih secara sewenang-wenang: "Kami memutuskan bahwa gurita itu terlihat keren," kata Michael Wehner, pemimpin penulis makalah ini. "Kami pikir gurita yang begitu keren akan membantu menarik orang ke robotika lunak."Dalam versi berikutnya, pengembang ingin mengajarkan Octobot untuk berenang dan berinteraksi dengan benda-benda di sekitarnya. Untuk melakukan ini, akan perlu mempersulit logikanya dan mungkin menyulitkan jaringan kapal mikro.Sekarang gurita ini terlihat lucu dan tidak berguna, tetapi memungkinkan untuk membayangkan masa depan di mana robot otonom lunak akan menjadi nyata.Karya ilmiah "Desain Terpadu dan Strategi Produksi untuk Robot Autonomous Sepenuhnya Lembut," diterbitkan pada 24 Agustus 2016 di jurnal Nature (doi: 10.1038 / nature19100, pdf ).Sastra
[1] Rus, D. & Tolley, MT Desain, fabrikasi, dan kontrol robot lunak. Alam 521, 467-475 (2015). Kembali ke artikel
[2] Wang, L. & Iida, F. Deformasi dalam robotika materi lunak: kategorisasi dan karakterisasi kuantitatif. Robot IEEE. Otomatis. Mag. 22, 125–139 (2015). Kembali ke artikelSource: https://habr.com/ru/post/id396981/
All Articles