O robô biônico em forma de H imita o sprint de Cheetah usando carga elétrica

Nos últimos anos, roboticistas e cientistas da computação desenvolveram uma ampla gama de sistemas inspirados pela natureza, principalmente por humanos e animais. Ao reproduzir movimentos e comportamentos animais, esses robôs poderiam navegar em ambientes do mundo real com mais eficácia.

Pesquisadores da Northeastern University, na China, desenvolveram recentemente um novo robô biônico em forma de H que poderia replicar os movimentos que o Cheetahs faz durante a corrida. Este robô, introduzido em um artigo publicado no Jornal de Engenharia Bionicé baseado em materiais piezoelétricos, uma classe de materiais que geram uma carga elétrica quando submetidos a estresse mecânico.

“O robô piezoelétrico realiza movimento linear, movimento de girar e girar o movimento com diferentes raios pelo método de direção diferencial de tensão”, escreveu Ying Li, Chaofeng Li e seus colegas em seu artigo. “Um protótipo com um peso de 38 g e dimensões de 150 × 80 × 31 mm³ foi fabricado. ”

O novo robô piezoelétrico biônico em forma de H (H-BPR) desenvolvido por Li, Li e seus colegas têm quatro pernas conectadas por três vigas piezoelétricas. Para imitar a marcha de Cheetahs, o robô aproveita as vibrações de flexão das vigas piezoelétricas, que movem suas quatro pernas periodicamente.

“Em primeiro lugar, a dinâmica e a cinemática do robô piezoelétrico foram analisadas para obter a trajetória de um ponto no final da perna do robô piezoelétrico”, escreveu os pesquisadores. “O princípio do movimento do robô piezoelétrico foi analisado e, em seguida, a análise modal do robô piezoelétrico e a análise de resposta harmônica foram realizadas usando o software de análise de elementos finitos”.

Comparado a outros robôs que movem ondas de alavancagem em materiais piezoelétricos, o novo sistema desenvolvido por esses pesquisadores tem um design mais simples e, portanto, pode ser mais fácil de fabricar. Além disso, ele pode produzir uma gama mais ampla de movimentos, pois seus movimentos e o raio no qual gira podem ser ajustados ajustando a tensão aplicada a ele.

Até agora, Li, Li e seus colegas desenvolveram um protótipo básico do robô, que também pode transportar pequenas cargas. No futuro, no entanto, seu design também pode ser adaptado para integrar sensores ou câmeras em miniatura, o que poderia ampliar as capacidades do robô.

Os pesquisadores testaram o protótipo que desenvolveram em uma série de experimentos do mundo real, que produziram resultados promissores. No geral, verificou -se que o robô reflete a marcha de Cheetahs muito bem, enquanto também escalava com sucesso rampas com diferentes inclinações.

“Uma configuração experimental foi construída para verificar a eficácia e a alta eficiência do movimento do robô”, escreveu os pesquisadores. “Os resultados dos testes de desempenho mostram que o robô piezoelétrico tem uma velocidade máxima de 66,79 mm/s a uma tensão de excitação de 320 V e uma capacidade de carga de 55 g. Além disso, o H-BPR com pernas de acionamento desigual tem melhor desempenho de escalada, e as conclusões obtidas são informativas para a seleção de alturas das pernas para robôs piezoelétricos “.

O novo sistema robótico desenvolvido por essa equipe de pesquisadores poderá inspirar em breve o desenvolvimento de outros robôs semelhantes baseados em materiais piezoelétricos. No futuro, a equipe poderia melhorar ainda mais seu robô para garantir que possa efetivamente operar a temperaturas extremas, em climas desafiadores ou na presença de produtos químicos perigosos, pois isso facilitaria sua implantação em ambientes industriais ou durante missões de busca e resgate.

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