Robô inspirado em aranha que muda de forma agora ainda menor

Este robô que muda de forma ficou muito menor. Em um novo estudo, engenheiros da Universidade do Colorado em Boulder lançaram o mCLARI, um robô modular de 2 centímetros de comprimento que pode mudar passivamente sua forma para passar por espaços estreitos em múltiplas direções. Ele pesa menos de um grama, mas pode suportar mais de três vezes o seu peso corporal como carga adicional.

A pesquisa foi liderada por Kaushik Jayaram, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica Paul M. Rady, e pela estudante de doutorado Heiko Kabutz. Seu trabalho ganhou recentemente o prêmio de melhor artigo sobre segurança, proteção e robótica de resgate na Conferência Internacional sobre Robôs e Sistemas Inteligentes de 2023, em Detroit.

O artigo melhora o anterior robô de transformação em miniatura da equipe, chamado CLARI, tornando-o menor e mais rápido. O robô pode manobrar habilmente em ambientes desordenados, alternando entre correr para a frente e para os lados, não girando, mas mudando sua forma, dando-lhe o potencial de ajudar os socorristas após grandes desastres. A pesquisa deixa o grupo de Jayaram um passo mais perto de realizar robôs em escala de insetos que podem se mover perfeitamente em terrenos naturais semelhantes aos seus homólogos animais – em grande parte combinando a adaptabilidade de um robô macio com a agilidade de um robô rígido.

Sua versão mais recente foi reduzida em 60% em comprimento e 38% em massa, mantendo 80% do poder de atuação em relação ao seu antecessor. O robô também é três vezes mais rápido que seu antecessor, atingindo velocidades de corrida de 60 milímetros por segundo, ou três dos comprimentos de seu corpo por segundo. Além disso, semelhante ao CLARI, o robô é capaz de se locomover em uma variedade de formas e correr em múltiplas frequências usando vários movimentos.

Este último avanço na miniaturização é possibilitado pelo design baseado em origami e pela técnica de fabricação de laminados que Jayaram e seus colegas usaram anteriormente para fazer um robô chamado HAMR-Jr. Usando essa nova abordagem, Jayaram e Kabutz são capazes de reduzir (ou aumentar) seu projeto sem sacrificar a destreza mecânica, aproximando esses robôs em tamanho das necessidades de aplicação do mundo real. Isso inclui inspecionar e manter ativos valiosos, como motores a jato.

Kabutz, o principal autor do novo estudo, tem mãos semelhantes às de um cirurgião que lhe permitem construir e dobrar os minúsculos módulos das pernas do robô. Kabutz cresceu fascinado por robôs e competiu em competições robóticas no ensino médio.

“Inicialmente, eu estava interessado em construir robôs maiores”, disse Kabutz, “mas quando cheguei ao laboratório de Jayaram, ele realmente me interessou em construir robôs bioinspirados na escala de insetos.”

“Como esses robôs podem se deformar, ainda é possível ter tamanhos um pouco maiores”, disse Jayaram. “Se você tiver um tamanho um pouco maior, poderá carregar mais peso. Você poderá ter mais sensores. Você terá uma vida útil mais longa e será mais estável. Mas quando precisar, você pode se espremer e entrar nessas lacunas específicas, como portas de acesso para inspeção em um motor a jato.”

A equipe de pesquisa de Jayaram estuda conceitos da biologia e os aplica ao projeto de sistemas de engenharia do mundo real. Em seu laboratório, você pode encontrar robôs modelados a partir das morfologias corporais de vários artrópodes, incluindo baratas e aranhas.

“Estamos fundamentalmente interessados ​​em entender por que os animais são como são e se movem como o fazem”, disse Jayaram, “e como podemos construir robôs bioinspirados que possam atender às necessidades sociais, como busca e salvamento, monitoramento ambiental ou até mesmo usá-los. durante a cirurgia.”

Os co-autores do novo estudo incluem Alex Hedrick e Parker McDonnell, estudantes de doutorado em engenharia mecânica.