หนอนผีเสื้อสาธิตวิธีการเคลื่อนที่แบบใหม่สำหรับหุ่นยนต์แบบอ่อน

"การเคลื่อนไหวของหนอนผีเสื้อถูกควบคุมโดยความโค้งของร่างกายของมัน -- ร่างกายของมันโค้งแตกต่างกันเมื่อมันดึงตัวเองไปข้างหน้ามากกว่าที่มันทำเมื่อมันผลักตัวเองไปข้างหลัง" Yong Zhu ผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้องและ Andrew A. กล่าว Adams ศาสตราจารย์ดีเด่นด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่ NC State "เราได้แรงบันดาลใจจากชีวกลศาสตร์ของหนอนผีเสื้อเพื่อเลียนแบบความโค้งเฉพาะที่ และใช้เครื่องทำความร้อนเส้นลวดนาโนเพื่อควบคุมความโค้งและการเคลื่อนที่ที่คล้ายกันในหุ่นยนต์หนอนผีเสื้อ "วิศวกรรมซอฟต์โรบ็อตที่สามารถเคลื่อนที่ได้สองทิศทางคือความท้าทายที่สำคัญในวิทยาการหุ่นยนต์ซอฟต์" Zhu กล่าว "เครื่องทำความร้อนเส้นลวดนาโนแบบฝังช่วยให้เราควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ได้สองวิธี เราสามารถควบคุมส่วนใดของหุ่นยนต์ให้โค้งงอได้โดยการควบคุมรูปแบบการให้ความร้อนใน หุ่นยนต์ แบบอ่อน และเราสามารถควบคุมขอบเขตที่ส่วนเหล่านั้นจะโค้งงอได้ ควบคุมปริมาณความร้อนที่ใช้” Caterpillar-bot ประกอบด้วยโพลิเมอร์ 2 ชั้น ซึ่งตอบสนองต่างกันเมื่อสัมผัสกับความร้อน ชั้นล่างหดตัวหรือหดตัวเมื่อสัมผัสกับความร้อน ชั้นบนสุดขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน รูปแบบของเส้นลวดนาโนเงินฝังอยู่ในชั้นขยายตัวของพอลิเมอร์ รูปแบบมีจุดนำหลายจุดซึ่งนักวิจัยสามารถใช้กระแสไฟฟ้าได้ นักวิจัยสามารถควบคุมส่วนใดของรูปแบบเส้นลวดนาโนที่ร้อนขึ้นได้โดยใช้กระแสไฟฟ้ากับจุดตะกั่วต่างๆ และสามารถควบคุมปริมาณความร้อนได้โดยใช้กระแสไฟฟ้ามากหรือน้อย Shuang Wu ผู้เขียนคนแรกของบทความนี้และนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ NC State กล่าวว่า "เราแสดงให้เห็นว่าหนอนผีเสื้อสามารถดึงตัวเองไปข้างหน้าและผลักตัวเองไปข้างหลังได้ "โดยทั่วไป ยิ่งเราใช้กระแสมากเท่าไหร่ มันก็จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเร็วขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เราพบว่ามีวัฏจักรที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งทำให้โพลิเมอร์เย็นตัวลง -- ช่วยให้ 'กล้ามเนื้อ' คลายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพก่อนที่จะหดตัวอีกครั้ง หากเราพยายามวนรอบหุ่นยนต์ดักแด้เร็วเกินไป ร่างกายจะไม่มีเวลา "พักผ่อน" ก่อนที่จะหดตัวอีกครั้ง ซึ่งทำให้การเคลื่อนไหวของมันบกพร่อง" นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของบอทหนอนสามารถควบคุมได้จนถึงจุดที่ผู้ใช้สามารถบังคับทิศทางได้ภายใต้ช่องว่างที่ต่ำมาก คล้ายกับการนำทางหุ่นยนต์ให้หลบใต้ประตู โดยพื้นฐานแล้ว นักวิจัยสามารถควบคุมทั้งการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลัง ตลอดจนความสูงของหุ่นยนต์ที่ก้มตัวขึ้น ณ จุดใดก็ได้ในกระบวนการนั้น "วิธีการขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ในหุ่นยนต์แบบนิ่มนี้ประหยัดพลังงานอย่างมาก และเราสนใจที่จะสำรวจวิธีที่จะทำให้กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น" Zhu กล่าว "ขั้นตอนต่อไปเพิ่มเติม ได้แก่ การรวมแนวทางนี้เข้ากับการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แบบอ่อนด้วยเซนเซอร์หรือเทคโนโลยีอื่นๆ เพื่อใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น อุปกรณ์ค้นหาและกู้ภัย"