Robot di pelle di serpente
Ne abbiamo trattati alcuni fantastici robot serpenti striscianti prima qui su Digital Trends, ma la maggior parte di questi differisce dai serpenti della vita reale in un modo cruciale: non hanno la pelle squamosa. Anche se potrebbe sembrare una questione estetica più che pratica, in realtà la pelle di un serpente svolge un ruolo cruciale nell’aiutarlo a gattonare; consentendo loro di aggrapparsi alle superfici per ottenere l'attrito necessario per andare avanti.
Questo è qualcosa che i ricercatori dell’Università di Harvard vogliono chiarire e si rivolgono all’antica arte giapponese del taglio della carta kirigami per aiutarli. Il materiale tagliato al laser risultante è una pelle strutturata a basso costo, progettata per aiutare i robot a manovrare meglio su superfici ruvide.
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“Sebbene le macchine morbide di ispirazione biologica, realizzate con materiali altamente deformabili, stiano consentendo una varietà di applicazioni innovative, la loro locomozione richiede tipicamente più attuatori indipendenti attivato",
Katia Bertoldi, professore di Meccanica Applicata ad Harvard, ha detto a Digital Trends. “In questo lavoro, sfruttiamo i principi del kirigami per migliorare significativamente la loro capacità di gattonare. Abbiamo [progettato] superfici kirigami altamente elastiche comprendenti serie periodiche di tagli e sfruttamento meccanico instabilità per indurre una trasformazione da fogli piani a superfici con texture 3D simili a quelle ridimensionate pelle di serpente”.Avvolgendo la loro pelle artificiale squamosa attorno a semplici robot a forma di tubo contenenti attuatori alimentati ad aria, i i ricercatori hanno scoperto che si verificava un cambiamento drammatico nelle loro proprietà di attrito, conferendo al robot una scansione potenziata capacità. Il gonfiaggio dell'attuatore ha fatto sì che il robot serpente si muovesse in avanti sollevando le squame in modo che aderissero al terreno. Lo sgonfiaggio dell'attuatore ha appiattito le bilance, che ancoravano il robot in modo che non scivolasse all'indietro. Eseguendo un gonfiaggio e uno sgonfiaggio continui, il robot serpente era in grado di strisciare in avanti come... beh, un serpente.
È interessante notare che il team ha scoperto che il passaggio tra diverse forme delle scale, ad esempio triangolare, circolare, trapezoidale o lineare: ha cambiato la velocità e l'efficienza della scansione azione.
“Crediamo che la nostra strategia basata sul kirigami apra strade per la progettazione di una nuova classe di soft crawler in grado di viaggiare attraverso complessi ambienti per ricerca e salvataggio, operazioni di esplorazione e ispezione, monitoraggio ambientale e procedure mediche”, Bertoldi continuò.
Ha detto che non ci sono attualmente piani per la commercializzazione della tecnologia, anche se il team prevede di continuare a svilupparla. I passi futuri riguarderanno l’applicazione dei principi a diversi tipi di attuatori morbidi, come quelli basati su elastomeri dielettrici e leghe a memoria di forma, nonché l'utilizzo delle pelli di kirigami per esplorare e migliorare altri tipi di movimenti.
Un documento che descriveva il lavoro era recentemente pubblicato sulla rivista Science Robotics.
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