Röportaj | Hamamböceği Robotunu Aydınlatmak: Üzerine bassanız bile saniyede kendi uzunluğunun 20 katı tırmanmak
Hamamböceği "öldüremeyen Xiaoqiang" olarak bilinir. Üzerine bastıktan sonra sadece hayatta kalmadı, aynı zamanda kayıp gitti. Bu özelliği haşerelerin üzerine koymak can sıkıcı, ama robotlara nakledilebilseydi harika olmaz mıydı? Tsinghua Üniversitesi ve California Üniversitesi, Berkeley'deki bilim adamları, kısa süre önce hamamböceklerinden ilham alan minyatür bir robot geliştirdiler.
Yüzeyde, bu robot sadece ince bir metal levhadır: 3 cm uzunluğunda ve 0,07 gramdan az ağırlık. Ancak voltaj uyguladıktan sonra saniyede 20 kendi kendine uzunlukta hareket edebilir, sekebilir, tepelere tırmanabilir ve hatta kendi ağırlığının 6 katı ağır bir cisimle hareket edebilir.
Xiaoqiang robotu "üzerine basılamaz"
En ilginç olan şey, bir yetişkin üzerine bassa bile, robotun gerçek bir Xiaoqiang gibi hasar görmemesidir.
"Xiaoqiang Robot" Ar-Ge ekibinin bir üyesi ve Berkeley California Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü'nde profesör olan Lin Liwei, The Paper'da "Science Robotics" dergisinde yayınlanan son sonuçları tanıttı. Bu hamamböceği robotunun mükemmel olmadığını, çünkü hareket etmesi için hala bir tele bağlanması gerektiğini söyledi. "Gelecekte, daha özgürce hareket edebilmesi için hamamböceğine bir pil eklemek istiyorum."
Yüz kat daha hızlı
Hızlı, tırmanabilen, zıplayabilen, ağır yük taşıyabilen bu küçük dilim nasıl koştu? İşin sırrı yukarıda gösterilen PVDF'de. PVDF, her iki uca da voltaj uygulandığında küçülen veya genişleyen piezoelektrik bir malzemedir.
PVDF'ye alternatif bir akım uygulandığında, bükülme ve düzleştirme durumları arasında tekrar tekrar değişecektir, böylece "kabuğun" şekli de buna göre değişecektir "Ön bacak" yere çarpar, zıplar ve hatta tırmanabilir. Yokuş yukarı çıkın ve kendi ağırlığının 6 katını taşıyın.
Hamam böceği robotu kendi ağırlığının 6 katı fındıklarla geziniyor
Lin Liwei, bu çalışmanın ilk aşamasında karşılaşılan darboğazın robotun hareket hızının çok yavaş olması olduğunu hatırlattı. "Başlangıçta dakikada yalnızca 1 santimetre hareket edebiliyordu." Ardından ekip birkaç deney için farklı frekanslarda elektrik akımları girdi ve sonunda buldu Hamamböceği robotunu rezonans frekansına yakın bir frekansla sürmek, hızını büyük ölçüde artırabilir.
Hamamböceği robotunun farklı akım frekansı altında hareket hızı
Mevcut hamamböceği robotu, orijinal versiyondan yüz kat daha yüksek olan, saniyede kendi uzunluğunun 20 katı hızla hareket edebilir. Ayrıca hamam böceği robotunun bir ayağı ikiyle değiştirilirse sürünme hızı artmaya devam edebilir.
Esnek malzemeler canlılığı güçlendirir
Genel olarak, önceki nesil hamamböceği robotları ile karşılaştırıldığında, bu robot birçok yönde büyük atılımlar yaptı. Birincisi boyuttaki küçülmedir. Önceki nesil bilim adamları, kontrol devre kartını hamamböceği robotunun gövdesine koydular, böylece hacmi sıradan hamamböceğinin 10 katı büyüklüğünde; hamamböceği robotu bir tel hattı tipidir ve kontrol sistemi başka bir yerde bulunur, bu da boyutu büyük ölçüde azaltır ve esnekliği artırır. .
Hamamböceği robotu, saniyede 20 kendi kendine uzunlukta bir hızla hareket edebilir
İkincisi, önceki nesil hamamböceği robotları çoğunlukla sert malzemelerden yapılmıştır ancak sıkıştırmaya karşı çok dayanıklı değildir ve kolayca zarar görürler. Bu robotun inatçı canlılığı "ölemez" esnek malzemelerin uygulanmasından kaynaklanmaktadır.
Elektron mikroskobu altında, hamamböceği robotunun yapısı net bir şekilde görülebilir: ince bir kesitte, termoplastik tabaka paladyum-altın elektrotlar arasında sıkıştırılmış ve alt plastik kısma yapışkan silikon ile yapıştırılmış birkaç malzeme tabakası vardır.
Hamamböceği robotunun elektron mikroskobu altındaki yapısı
Bu özelliklere göre hamam böceği robotu afet yardım faaliyetlerinde kullanılabilir. Bir deprem sırasında, robotlar enkazı geçebilir ve hayat bulmak için küçük boşlukları açabilirler. Benzer şekilde, hamamböceği robotları da teftiş yapmak için borulara ve diğer yerlere girebilir. Yeterince esnek ve yeterince güçlü.
Tsinghua ve Berkeley arasındaki bu işbirliğine yanıt olarak, röportajın sonunda Lin Liwei şunları söyledi: "En iyi iki uluslararası üniversiteden araştırmacılar birbirleriyle iletişim kuruyor, birbirlerinden ilham alıyor ve araştırmaya çok yardımcı oluyorlar. Neyse ki bu konuda Uluslararasılaşma çağında bu fırsata sahibiz. "
