Tänk dig svärmar av robotinsekter som rör sig när de utför uppgifter. Det kan låta som science fiction, men det är faktiskt mer troligt än du kanske tror. Forskare vid EPFL:s tekniska högskola har utvecklat en mjuk robotinsekt som drivs med 3 cm per sekund av konstgjorda muskler.

Teamet utvecklade två versioner av denna mjuka robot, kallad DEAnsect. Den första, bundna med ultratunna trådar, är exceptionellt robust. Det går att vika, träffas med en flugsvep eller kläms av en sko utan att påverka dess rörelseförmåga. Den andra är en obunden modell som är helt trådlös och autonom, väger mindre än 1 gram och bär batteriet och alla elektroniska komponenter på ryggen. Denna intelligenta insekt är utrustad med en mikrokontroller för en hjärna och fotodioder som ögon, låter den känna igen svartvita mönster, gör att DEAnsect kan följa alla linjer som dras på marken.

DEAnsect utvecklades av ett team vid EPFL:s Soft Transducers Laboratory (LMTS), som arbetar med Integrated Actuators Laboratory (LAI) och kollegor från University of Cergy-Pontoise, Frankrike. Forskningen publicerades i Science Robotics .

Vibrationsdrivning

DEAnsect är utrustad med dielektriska elastomerdon (DEA), en typ av hårtunna konstgjorda muskler som driver den framåt genom vibrationer. Dessa DEA är huvudorsaken till att insekten är så lätt och snabb. De gör det också möjligt att röra sig över olika typer av terräng, inklusive böljande ytor.

De konstgjorda musklerna består av ett elastomermembran som är inklämt mellan två mjuka elektroder. Elektroderna dras till varandra när en spänning appliceras, komprimering av membranet, som återgår till sin ursprungliga form när spänningen stängs av. Insekten har sådana muskler monterade på vart och ett av sina tre ben. Rörelse genereras genom att spänningen slås på och av mycket snabbt - över 400 gånger per sekund.

Teamet använde nanofabriceringstekniker för att göra det möjligt för de konstgjorda musklerna att arbeta vid relativt låga spänningar, genom att minska tjockleken på elastomemembranet och genom att utveckla mjuk, högledande elektroder endast några få molekyler tjocka. Denna smarta design gjorde det möjligt för forskarna att dramatiskt minska storleken på strömkällan. "DEAs fungerar i allmänhet vid flera kilovolt, som krävde en stor strömförsörjningsenhet, "förklarar LMTS -chefen Herbert Shea." Vår design möjliggjorde för roboten, som i sig väger bara 0,2 gram, att bära allt den behöver på ryggen. "" Denna teknik öppnar nya möjligheter för en bred användning av DEA i robotik, för svärmar av intelligenta robotinsekter, för inspektion eller fjärrreparationer, eller till och med för att få en djupare förståelse av insektkolonier genom att skicka en robot för att bo bland dem. "

"Vi arbetar för närvarande med en obunden och helt mjuk version med Stanford University, "säger Shea." På längre sikt, Vi planerar att montera nya sensorer och sändare till insekterna så att de kan kommunicera direkt med varandra. "