Robotar i insektsstorlek kan ha många användbara tillämpningar, till exempel, hjälpa sök- och räddningsuppdrag (SAR), förenkla inspektionen av infrastrukturer och påskynda jordbruksprocesser. Trots fördelarna med deras storlek, dessa robotar kan vara mycket svåra att bygga, eftersom deras tillverkning innebär montering av flera små komponenter.

För att övervinna dessa begränsningar, forskare vid University of Washington har nyligen skapat RoboFly, en 74 mg vingande robot som kan röra sig i luften, på marken och på vattenytor. Den nya roboten, presenterad i ett papper som för publicerats på arXiv, byggdes med färre komponenter än de som vanligtvis används för att bygga robotar i insektstorlek, vilket avsevärt förenklar dess tillverkning.

"RoboFly är en fladvingad mikrorobot inspirerad av flygande insekter, "Yogesh Chukewad, en av forskarna som genomförde studien, berättade TechXplore. "Dessa insekter kan flyga, promenad, och några av dem kan även skumma på vattenytan. Målet med vår forskning var att utveckla en robot som efterliknar sin biologiska motsvarighet genom att utföra multimodal rörelse, som inkluderar antenn, jord, och vattenytans rörelse."

Den lilla roboten skapad av Chukewad och hans kollegor är en anpassning av RoboBee, en flygande mikrorobotprototyp som Sawyer Fuller, senior författare och huvudforskare av studien, hjälpte till att utvecklas vid Harvard University innan han började arbeta på University of Washington. En viktig förbättring av RoboFly är att den har färre komponenter, eftersom forskarna fann att montering av för många delar gjorde tillverkningen alltför komplex.

"Sättet RoboBee designades på gjorde det verkligen svårt att bygga, " förklarade Chukewad. "För närvarande, de flesta insektsstora robotar är byggda under ett mikroskop, monteras försiktigt för hand, eftersom de har många separata mikroskopiska delar. Om du av misstag tappar en del lika stor som ett sesamfrö i ett upptaget labb, du kommer aldrig att se det igen!"

För att förenkla RoboFlys tillverkning, forskarna skapade en ny design, där robotens chassi består av en enda, vikt laminatskiva. Man kan alltså bygga roboten utan att behöva sätta ihop många mikroskopiska delar. Chassit är också lägre och därmed närmare marken, som möjliggör tre olika typer av rörelse.

"RoboFly använder sina två flaxande vingar som drivs av piezoelektriska ställdon för att flyga och sväva, som vissa insekter gör, ", sade Chukewad. "Den kan också röra sig och styra på marken genom att använda samma uppsättning flaxande vingar. På grund av dess lätta egenskap, om den modifieras med en uppsättning av tre fotliknande bihang kan den landa på vattenytor. När den väl landade, roboten kan sedan röra sig och styra på vatten med samma princip som används för att röra sig på marken."

Det faktum att den kan flyga, gå och driva på vattnet gör RoboFly unik, skiljer den från andra robotar i insektsstorlek. Roboten kan vara mycket effektivare än befintliga för att undvika hinder, eftersom den helt enkelt kan byta till ett annat rörelsemod (t.ex. flyga eller röra sig på vatten om det upptäcker hinder på marken).

Skulle det kommersialiseras, RoboFly kan ha flera potentiella användningsområden, till exempel, hjälpa mänskliga användare att upptäcka gasläckor eller hjälpa volontärer på sök- och räddningsuppdrag. Den kan också användas i stort antal på vattenytor för att söka efter föroreningar eller läckor av potentiellt farliga vätskor (t.ex. bränsle från en flygplanskatastrof).

"Nu när vi konstaterade att RoboFly kan utföra multimodal rörelse, vårt nästa mål blir att använda det som ett verktyg för att bättre förstå beteendet hos dess biologiska motsvarigheter, " sa Chukewad.

© 2020 Science X Network