211service.com
Een robotachtige griezelige crawler
Regenwormen kruipen over de grond met behulp van een mechanisme dat peristaltiek wordt genoemd om de spieren langs hun lichaam te knijpen en uit te rekken, waarbij ze bij elke golf van samentrekkingen naar voren kruipen. Nu hebben onderzoekers van MIT, Harvard University en Seoul National University een autonome robot ontwikkeld die op dezelfde manier beweegt. De robot, bijna volledig gemaakt van zachte materialen, is opmerkelijk veerkrachtig: wanneer erop wordt getrapt of met een hamer wordt geknuppeld, kan hij ongedeerd wegkruipen. Onderzoekers zeggen dat zo'n zachte robot nuttig kan zijn om door ruw terrein te navigeren of door krappe ruimtes te knijpen.
Om de robot te bouwen die bekend staat als Meshworm, creëerden onderzoekers wat ze noemen kunstmatige spieren van draad gemaakt van nikkel en titanium - een vormgeheugenlegering die uitrekt en samentrekt door warmte. Ze wikkelden de draad rond het gaaslichaam om segmenten over de lengte te creëren, net als de segmenten van een regenworm. Door een kleine stroom op de draad aan te brengen, wordt deze verwarmd om de gaasbuis samen te drukken en de robot voort te stuwen.
De onderzoekers, onder leiding van assistent-professor werktuigbouwkunde Sangbae Kim, publiceerden details van het ontwerp in het tijdschrift IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Ze merkten op dat regenwormen twee hoofdspiergroepen hebben: cirkelvormige spiervezels die zich om het buisvormige lichaam wikkelen en longitudinale spiervezels die over de lengte lopen. De twee spiergroepen werken samen om de worm te helpen.
Om een soortgelijk zacht, door de peristaltiek aangedreven systeem te ontwerpen, maakten de onderzoekers eerst een lang, buisvormig lichaam door een vel polymeergaas op te rollen en te smeltlassen. Het gaas, gemaakt van verweven polymeervezels, zorgt ervoor dat de buis kan uitrekken en samentrekken als een veer.
Ze fabriceerden een nikkel-titaniumdraad en wikkelden deze om de gaasbuis, waarbij ze de cirkelvormige spiervezels van de regenworm nabootsten. Daarna plaatsten ze een kleine batterij en een printplaat in de buis en wekten een stroom op om de draad te verwarmen. Kim en zijn collega's ontwikkelden algoritmen om de verwarming en koeling van de draad te regelen, waarbij de worm in verschillende richtingen moest bewegen.
De groep onderwierp de robot meerdere keren met een hamer en stapte er zelfs op om de duurzaamheid te controleren. Ondanks de gewelddadige klappen kroop de robot intact weg. Je kunt ermee gooien en het zal niet instorten, zegt Kim. De meeste mechanische onderdelen zijn op kleine schaal stijf en kwetsbaar, maar de onderdelen in Meshworms zijn allemaal vezelig en flexibel.