Jak wiele ten miękki robot zawdzięcza spinkom do włosów?

Zwyczajna spinka do włosów zainspirowała zespół naukowców z Columbia University do opracowania mechanizmu zwanego Hair Clip Mechanism (HCM). Ten zapewnił nowemu miękkiemu robotowi prostotę, lekkość, energooszczędność oraz szybkość, a więc połączenie kluczowych cech dla każdego dzieła tego typu.
Miękki robot inspirowany spinką do włosów
Miękki robot inspirowany spinką do włosów

Spinka do włosów zainspirowała naukowców do stworzenia wyjątkowego miękkiego robota

Naukowcy wykorzystali do swojej pracy podstawę “działania spinki”, czyli możliwość przesuwania jej tam i z powrotem pomiędzy dwiema stabilnymi pozycjami – wklęsłą i wypukłą. Nie brzmi to wprawdzie tak, jak coś, co mogłoby zrewolucjonizować miękkie roboty (miękkie, czyli takie, w których zastępowane są stałe elementy na rzecz elastycznych), ale takie najwyraźniej jest.

W obecnej formie urządzenie składa się z paska wykonanego z półsztywnego tworzywa sztucznego, u którego podstawy znajduje się prosty elektryczny serwomechanizm. W praktyce za każdym razem, gdy serwomechanizm wywiera niewielki nacisk na plastik, cały pasek reaguje szybkim przejściem z jednego stabilnego stanu do drugiego, wzmacniając tym samym początkowo przyłożoną siłę.

Dzięki ten układ wykorzystuje niewielką ilość energii elektrycznej do wytworzenia dużej ilości szybkich ruchów, ale umożliwia również na to, aby rama robota była podwójną formą jego napędu. W rezultacie, robot jest mniej skomplikowany mechanicznie, tańszy w budowie i lżejszy. Skuteczność takiego podejścia sprawdzono w praktyce w ramach implementacji w robocie-rybie z pojedynczym serwomechanizmem do machania ogonem oraz czterokołowym robocie, który wykorzystuje HCM z dwoma serwomechanizmami do galopu po płaskich powierzchniach. Pierwszy robot był w stanie pływać z maksymalną prędkością 435 mm na sekundę (to 2,0 długości jego ciała na sekundę), podczas gdy czworonóg osiągał 313 mm/s (a więc 1,6 długości ciała na sekundę). Na tej podstawie zespół stwierdził, że prędkości te są znacznie wyższe niż te, które wcześniej odnotowano dla podobnych małych robotów o miękkim ciele.