Oamenii de știință au creat un picior robotic care funcționează cu mușchi artificiali

Inventatorii și cercetătorii dezvoltă roboți de aproape 70 de ani. Până în prezent, toate mașinăriile pe care le-au construit – pentru fabrici sau alte întrebuințări – au avut un lucru în comun: sunt acționate de motoare, o tehnologie care are deja 200 de ani.

Chiar și roboții care merg au brațe și picioare care sunt acționate de motoare, nu de mușchi ca la oameni și animale.

• De ce ne curge nasul de la mâncarea picantă?
• Sunt alimentele fermentate bune pentru intestine sau doar delicioase?

Un nou picior robotic cu mușchi nu numai că este mai eficient din punct de vedere energetic decât unul convențional, dar poate, de asemenea, să efectueze salturi înalte și mișcări rapide, precum și să detecteze și să reacționeze la obstacole – toate acestea fără a avea nevoie de senzori complecși.

Noul picior a fost dezvoltat de cercetători de la ETH Zurich și de la Institutul Max Planck pentru sisteme inteligente (MPI-IS) în cadrul unui parteneriat de cercetare numit Centrul Max Planck ETH pentru sisteme de învățare, cunoscut sub numele de CLS.

Echipa CLS a fost condusă de Robert Katzschmann de la ETH Zurich și Christoph Keplinger de la MPI-IS.

La fel ca la oameni și animale, un mușchi extensor și unul flexor asigură că piciorul robotic se poate mișca în ambele direcții. Aceste actuatoare electrohidraulice, pe care cercetătorii le numesc HASEL-uri, sunt atașate de schelet prin tendoane.

Piciorul robotic se poate mișca în ambele direcții

Dispozitivele de acționare sunt pungi de plastic umplute cu ulei, similare celor folosite pentru a face cuburi de gheață. Aproximativ jumătate din fiecare pungă este acoperită pe fiecare parte cu un electrod negru fabricat dintr-un material conductor.

Buchner explică faptul că „de îndată ce aplicăm o tensiune electrozilor, aceștia sunt atrași unul de celălalt datorită electricității statice”. Pe măsură ce se mărește tensiunea, electrozii se apropie și împing uleiul din pungă într-o parte, făcând punga în general mai scurtă.

Perechile acestor actuatoare atașate unui schelet determină aceleași mișcări musculare pereche ca la ființele vii: când un mușchi se scurtează, omologul său se lungește. Cercetătorii folosesc un cod informatic care comunică cu amplificatoare de înaltă tensiune pentru a controla care actuatoare se contractă și care se extind.

Cercetătorii au comparat eficiența energetică a piciorului lor robotic cu cea a unui picior robotic convențional acționat de un motor electric. Printre altele, ei au analizat câtă energie este transformată inutil în căldură. „Pe imaginea în infraroșu, este ușor de văzut că piciorul motorizat consumă mult mai multă energie dacă, de exemplu, trebuie să mențină o poziție îndoită”, spune Buchner.

Inventatorii și cercetătorii dezvoltă roboți de aproape 70 de ani

Temperatura din piciorul electrohidraulic, în schimb, rămâne aceeași. Acest lucru se datorează faptului că mușchiul artificial este electrostatic.

„De obicei, roboții acționați de motoare electrice au nevoie de gestionarea căldurii, ceea ce necesită radiatoare suplimentare sau ventilatoare pentru difuzarea căldurii în aer. Sistemul nostru nu are nevoie de acestea”, spune Fukushima.

Capacitatea piciorului robotic de a sări se bazează pe capacitatea sa de a-și ridica propria greutate în mod exploziv. Cercetătorii au arătat, de asemenea, că piciorul robotic are un grad ridicat de adaptabilitate, ceea ce este deosebit de important pentru robotica moale, scrie EurekAlert.

Numai dacă sistemul musculo-scheletic are suficientă elasticitate se poate adapta în mod flexibil la terenul în cauză.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Ar putea să ajute roboții la eradicarea buruienilor?

O filmare arată un câine-robot care trage cu mitraliera în timpul unui exercițiu militar al chinezilor

Robotul moale care imită picioarele păianjenilor

Roboții Spring, testați cu succes în spitale din Franța. Ce pot să facă?