I ricercatori che hanno creato un robot morbido in grado di navigare in labirinti semplici senza la guida umana o del computer si sono ora basati su questo lavoro, creando un robot morbido “senza cervello” in grado di navigare in ambienti più complessi e dinamici.
“Nel nostro lavoro precedente, abbiamo dimostrato che il nostro robot morbido era in grado di girarsi e girarsi attraverso un percorso a ostacoli molto semplice”, afferma Ji Yin, coautore di un articolo sul lavoro e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale. Ingegneria presso la North Carolina State University. “Tuttavia era in grado di girarsi solo se incontrava un ostacolo. In pratica, ciò significava che a volte il robot poteva rimanere bloccato, saltando avanti e indietro tra ostacoli paralleli.
“Abbiamo sviluppato un nuovo robot morbido in grado di girare da solo, permettendogli di farsi strada attraverso labirinti tortuosi e persino di superare ostacoli in movimento. Tutto questo avviene utilizzando l’intelligenza fisica, anziché essere guidati da un computer.”
L’intelligenza fisica si riferisce a oggetti dinamici – come i robot morbidi – il cui comportamento è governato dalla loro progettazione strutturale e dai materiali di cui sono fatti, piuttosto che diretto da un computer o dall’intervento umano.
Come è il caso di Versione precedente, i nuovi robot morbidi sono realizzati con elastomeri cristallini liquidi nastriformi. Quando i robot vengono posizionati su una superficie che ha una temperatura di almeno 55 °C (131 °F), cioè più calda dell’aria circostante, la parte del nastro a contatto con la superficie si restringe, mentre la parte del nastro esposta all’aria no. Ciò si traduce in un movimento rotatorio. Più calda è la superficie, più velocemente ruota il robot.
Tuttavia, mentre la versione precedente del robot morbido aveva un design simmetrico, il nuovo robot ha due metà distinte. La metà del robot è un nastro attorcigliato che si estende in linea retta, mentre l’altra metà è un nastro attorcigliato più strettamente che si avvolge su se stesso come una scala a chiocciola.
Questo design asimmetrico fa sì che un’estremità del robot eserciti più forza sul terreno rispetto all’altra. Pensa a un bicchiere di plastica che ha la bocca più larga della base. Se lo fai rotolare sul tavolo, non rotola in linea retta: forma un arco mentre viaggia sul tavolo. Ciò è dovuto alla sua forma asimmetrica.
“Il concetto alla base del nuovo robot è abbastanza semplice: grazie al suo design asimmetrico, ruota senza dover toccare nulla”, afferma Yao Zhao, primo autore dell’articolo e ricercatore post-dottorato presso NC State. “Quindi, anche se cambia direzione quando entra in contatto con un oggetto – permettendogli di navigare nei labirinti – non può rimanere bloccato tra oggetti paralleli. Invece, la sua capacità di muoversi in archi gli permette di dimenarsi liberamente. “
I ricercatori hanno dimostrato la capacità del design morbido e asimmetrico del robot di navigare labirinti più complessi – compresi labirinti con pareti mobili – e di adattarsi a spazi più stretti delle sue dimensioni corporee. I ricercatori hanno testato il nuovo design del robot su una superficie metallica e sulla sabbia. Un video del robot asimmetrico in azione può essere trovato su https://youtu.be/aYpSwuij2DI?si=tNEtvt60_uKkdEsw.
“Questo lavoro rappresenta un altro passo avanti nell’aiutarci a sviluppare approcci innovativi alla progettazione di robot morbidi, in particolare per applicazioni in cui i robot morbidi saranno in grado di raccogliere energia termica dal loro ambiente”, afferma Yin.
la carta, “Fuggi dal morbido labirinto robotico con l’intelligenza fisica,“Appare sulla rivista Science Advances. Il primo autore dell’articolo è Yao Zhao, un ricercatore post-dottorato presso la NC State. Hao Su, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la NC State, è un coautore. Altri coautori includono Yawei Hong, dottorandi recenti presso NC State, Yanbin Li, ricercatore post-dottorato presso NC State, e Fangjie Qi e Haitao Cheng, entrambi dottorandi presso NC State.
Il lavoro è stato eseguito con il sostegno della National Science Foundation con le sovvenzioni 2005374, 2126072, 1944655 e 2026622.
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