Naukowcy z Uniwersytetu w Illinois i Princeton zbudowali prototyp skaczącego robota inspirowanego chrząszczami. Urządzenie znajdzie zastosowanie w inżynierii i rolnictwie.
Przyroda nieustannie inspiruje
Biomimetyzm to nauka, która naśladuje struktury, zjawiska i procesy ze świata natury. To właśnie niej zawdzięczamy rzepy, samoloty pokryte skórą rekina, roboty-karaluchy, manipulatory podobne do macek meduzy, roboty-kałamarnice czy syntetyczne rybki. Do tej mechanicznej menażerii dołącza mechaniczny chrząszcz zbudowany przez zespół naukowców z Uniwersytetów w Illinois i Princeton.
Naukowcy zademonstrowali serię robotów wielkości chrząszcza, które są wystarczająco małe, aby zmieścić się w ciasnych przestrzeniach, wystarczająco mocne, aby manewrować nad przeszkodami i wystarczająco szybkie, aby dorównać czasowi reakcji owada. Wszystko dzięki dokładnym badaniom nad anatomią, mechaniką i ewolucją chrząszcza.
W ciągu lat studiów odkryto, że wyboczenie zatrzaskowe zwiniętego mięśnia w klatce piersiowej chrząszcza jest wyzwalane, aby umożliwić mu wyskok w powietrze i tym samym obrócić się po przewróceniu na jego plecy. Naukowcy skopiowali rozwiązanie, stosując maleńkie zwinięte siłowniki – analogiczne do mięśni zwierzęcych – które ciągną mechanizm w kształcie belki, powodując jego powolne wyginanie się i gromadzenie energii sprężystej. Energia ta może być uwolniona w celu wyrzucenia robota w powietrze.
Mechaniczny chrząszcz pomoże w serwisowaniu maszyn
Kierując się ewolucją biologiczną i modelami matematycznymi, zespół zbudował i przetestował cztery warianty urządzenia, ostatecznie otrzymując dwie konfiguracje, które mogą z powodzeniem skakać bez interwencji zewnętrznej.
Idąc dalej, nie mamy ustalonego podejścia do dokładnego projektu następnej generacji tych robotów, ale to badanie zasiewa ziarno w ewolucji tej technologii – procesie podobnym do ewolucji biologicznej.
Sameh Tawfick, Profesor nauk mechanicznych i inżynierii
Naukowcy widzą zastosowanie robo-chrząszcza w konserwacji dużych maszyn, takich jak turbiny i silniki odrzutowe, na przykład poprzez robienie zdjęć usterek. Mogą być też użyte do monitorowania upraw.
Badanie cieszy się dużym zainteresowaniem – wspiera je m.in. Instytut Naukowy Toyoty i Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych USA.
