setembro 29, 2022

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Pequenos robôs feitos de ‘galinstan’ podem correr mais rápido que um leopardo (em miniatura).

Mao e outros. O.

Cientistas da Universidade Johannes Kepler (JKU) criaram robôs macios e direcionáveis ​​capazes de correr, nataçãoe saltar em alta velocidade. Durante os testes, os robôs atingiram uma velocidade de 70 BL/s (comprimentos do corpo por segundo). Esses resultados são surpreendentes porque até chita (O animal terrestre mais rápido da Terra) pode até correr 23 BL/seg. Mas não espere recordes absolutos de velocidade, porque os robôs têm corpos em escala milimétrica – mesmo que essas pequenas máquinas sejam provavelmente os robôs macios mais rápidos do planeta.

Robôs macios são diferentes dos robôs tradicionais que você vê em fábricas, restaurantes e feiras de ciências. construído Usando materiais flexíveis Como os polímeros, as ligas com memória de forma (essas ligas mudam de forma com a mudança de temperatura). Materiais macios permitem que robôs operem De maneira semelhante em um organismo vivo (ou tecido vivo). Por outro lado, os robôs tradicionais são feitos de materiais sólidos, como plástico, alumínio e metal.

Por muito tempo, os cientistas tentaram criar robôs macios rápidos o suficiente Trabalhar em ambientes agressivos Onde nenhuma outra máquina funciona. Esses robôs podem desempenhar um papel importante na área médica. Por exemplo, a robótica ultrarrápida pode substituir métodos invasivos como a colonoscopia. Os médicos podem usar a robótica suave e rápida para verificar quaisquer anormalidades nos órgãos do corpo (como o estômago) que são difíceis de examinar com robôs de diagnóstico convencionais.

Construa robôs super rápidos

Os robôs ultrarrápidos são feitos usando uma liga metálica líquida chamada galinstan. É composto de estanho (Sn), gálio (Ga) e índio (In). Galinstan não é comumente usado para criar robôs macios; São feitos principalmente de Plásticos de silicone. Quando perguntado ao primeiro autor do estudo e físico de matéria mole da JKU, Dr. Guoyong Mao, ele disse à Ars Technica: útil para a construção de bobinas macias e deformáveis.” .”

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Os pesquisadores usaram metal líquido tecnologia de impressão 3D Para formar uma bobina de galinistão. Essas bobinas impressas em 3D foram então incorporadas em invólucros elastoméricos que as mantinham juntas com um atuador que controlava seu estado. Isso resulta em um robô eletromagnético macio do tipo bobina (SEMR) capaz de fornecer acionamento e propulsão rápidos. Os pesquisadores também equiparam os robôs com pés em forma de L ou dente de serra, dependendo dos pilares pelos quais eles se moverão.

Os SEMRs são alimentados por baterias de polímero de lítio e seu movimento ultrarrápido é acionado por atuadores eletromagnéticos (componentes que convertem energia elétrica em energia mecânica). Os atuadores são componentes magneticamente responsivos, portanto, robôs de movimento rápido podem ser facilmente controlados usando um campo magnético constante. Durante os testes, os robôs amarrados podiam se mover a uma velocidade de 35 BL/s em um avião e 70 BL/s em uma superfície 3D dobrada. Além disso, eles nadaram a 4,8 BL/seg quando testados na água. “Achamos que esta é uma tecnologia nova e promissora em robótica e com grande potencial para o futuro. Não conseguimos encontrar nenhuma tecnologia semelhante, usando um material funcional macio, que possa realizar tantas tarefas em uma velocidade tão alta, “Mao disse.

O futuro da robótica ultrarrápida

Os pesquisadores também realizaram testes de velocidade usando um protótipo dos robôs macios desamarrados e atingiram uma velocidade de natação de 1,8 comprimentos corporais por segundo (BL/s) e uma velocidade máxima de corrida de 2,1 BL/s. Os pesquisadores agora planejam melhorar a eficiência e o desempenho de robôs não vinculados.

Mao e sua equipe também dizem que desenvolver mais SERMs em escala milimétrica usando impressão líquida 3D Pode abrir caminho para robôs hiper-rápidos maiores no futuro.

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Existem diferentes tipos de robôs macios. Alguns podem nos ajudar Remoção de resíduos plásticos Do oceano, outros podem nos deixar fazer estudo quente Desertos lunares e marcianos. A velocidade é um grande fator limitante para todas essas máquinas macias. A tecnologia por trás do SEMR ultrarrápido tem o potencial de resolver esse limite.

Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038 / s41467-022-32123-4 (Sobre DOIs)

Robindra Brahambhat é uma experiente jornalista e cineasta. Ele cobre notícias de ciência e cultura e, nos últimos cinco anos, tem trabalhado ativamente com algumas das mais inovadoras agências de notícias, revistas e marcas de mídia que operam em diferentes partes do mundo.